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这几年，LED显示屏在中国的发展速度之快是有目共睹的。LED显示屏作为户外媒体的传播载体日益受到青睐。显示屏的关键部件控制板和系统的品质各方面逐渐展现出来，整体水平也提高了不少，但是可靠性还有待提高。因为控制板和系统都是显示屏的核心，影响很大。它们一出故障，就会造成显示屏大面积出故障，所以，系统和控制板自身的稳定性很重要。在各种不同的环境中，如何保证控制板和系统整体的稳定性，是值得大家去关注的。
LED显示屏的系统，包括LED显示屏设备、LED显示屏控制系统、LED显示屏视频处理系统及LED显示屏安全防护系统等都是影响LED显示屏质量的重要因素。
(一)LED显示屏设备
箱体——“闺中风暖”
户外LED显示屏的设备包括户外LED显示屏箱体及LED显示屏模组单元。随着市场需求的不断扩大，客户也对LED显示屏设备提出了更为多样化及个性化的要求。LED显示屏箱体的选择关乎到显示屏整体的质量。如何挑选合适的LED显示屏箱体呢?
现阶段，LED显示屏箱体主要有压铸铝箱体、纳米高分子材料箱体、碳纤维箱体三种。在市场应用中，它们各有优势，也需要得到进一步完善。压铸铝箱体采用模具一次成型，平整度更有保障，公差范围有效控制，基本解决箱体拼缝问题;纳米高分子材料箱体具有防震抗摔的特点;碳纤维箱体是新出现的技术，相比传统产品显得更为轻便，可解决一些场地因负重限制和索具限制而无法安装LED显示屏的难题。
散热问题是影响LED稳定性和衰减速度的关键因素。因为高温会导致电子元器件的失效概率迅速加大。为了使其在所处的工作环境下，不超过规定的最高允许温度，需要对LED显示屏作散热设计。
艾比森光电股份有限公司贺焱在《LED显示屏的散热设计》中表示：选择散热方式时，应考虑LED显示屏的热流密度、体积功率密度、总功耗、表面积、体积、工作环境条件(温度、湿度、气压、尘埃)等因素。户外固定安装屏多用强迫空气冷却散热的方法。
随着LED显示屏功耗的降低，越来越多的用户将LED显示屏在户外裸装，受安装地点的限制，没有其他的辅助散热措施。对LED 大屏来说，只有自然冷却散热的方式，散热能力比较差。因此，LED显示屏箱体的散热设计显得至关重要。从显示屏箱体使用可靠性、维护成本等多个角度综合考虑，用风扇进行强迫对流冷却散热，是比较好的散热方式。
LED显示屏箱体设计时，需要考虑周全：进气孔应设置在箱体下侧，但不要过低，以免污物和水进入安装在地面的箱体内。应采用专用的排气孔，设置在靠近箱体的上侧。应使冷却空气从发热电子零部件中流过，同时需防止气流短路。设计时需确保进气口与排气口远离，避免重复使用冷却空气。开关电源等发热较大的电子零部件，应尽量靠近进风口。
深圳市力合达机电有限公司总经理郭峰表示：“箱体的通风设计要注意三方面的问题：1、箱体排风口百叶深度要够深，如果箱体大的话，要确保有足够的出风口。2、箱体进风口要保持畅通，不要用过密材质做防蚊虫网，以免积尘太多，堵塞进风口，造成箱体内空气不流通。3、要采购较稳定的排风扇。”
箱体内模组的散热设计，也不可忽视。在PCB板上放置发热元器件时，应尽量使其热量均匀分布，不要将发热多的元器件聚集在PCB板的某个局部。
模组——“陌上草薰”
LED显示屏模组是组成LED显示屏成品的主要部件之一，主要由LED灯、PCB线路板、驱动IC、电阻、电容和塑料套件组成。室内或半户外的叫单元板，户外的一般叫模组。
模组的质量主要由三方面的因素决定：第一，在设计环节中，器件的选型及各方面的质量都很关键，比如选择什么样的驱动芯片、接插件、电容等。如果你本身的选择就很低档，那么屏的质量自然无法保障。第二，模组在生产工艺中的质量保证。如控制焊接工艺，要保证模组内的所有LED灯在水平、上下、前后均无异常偏位。对LED单元板进行单模块亮度调节，以保证模块间白平衡均匀。这就需要选择专业厂家来完成。第三，一定要关注模组，使它适合各种工作环境的防护，如高温、高湿，灰尘及有腐蚀性的一些气体，这些是各屏厂不可忽视的一面。
“如何提高显示屏的整体质量，如何提高可靠性是厂家应该重视的。因为作为用户，我们是非常重视厂家的，所以，厂家一定要关注这方面的可靠性。在这方面，我有亲身体会。可能你的灰度、各方面指标都很高，但是你的可靠性不高，我宁愿选择可靠性高的。在有可靠性的基础上，再提高显示屏的整体质量是作为媒体公司非常关注的。”凤凰都市传媒的演讲者表示。
有时候，厂家设计出来的模组，应用在一个环境中非常好，但是把它放在另一个环境中，就有可能会出现大量的故障，所以，大家应该关注模组在不同环境中的质量表现。 海外市场——“长风几万里，吹度玉门关”
LED显示屏的市场很大，一方面本地化显得很重要，另一方面，随着我国LED显示屏的出口日益强劲，海外市场也在不断扩张。户外广告屏要走出国门，对产品质量(如模组、箱体等)方面的严格要求体现在哪里呢?针对不同区域的差异性，LED显示屏企业又是如何应对的?
艾比森光电股份有限公司市场部经理张海石表示，艾比森一直以出口海外为主，海外市场占有率一直是国内同行第一。国内市场和国际市场有很多不同， 从一开始的考虑性价比，到后来的定制化服务，到现在的本地服务技术支持，海外市场的需求也是不断变化的。
首先是要满足客户的需求，如前维护，前后防水等级，模组的抗UV认证，线材的布线，电源的要求都是最基础的，其次是整个产品的认证，欧洲的EMC、CE，美国的ETL、UL等等。第三，箱体尺寸也在变化，美国市场习惯按英尺英寸计数，国内都是按毫米，换算过去都是小数点，国际客户觉得怪怪的。第四，箱体材质，欧美市场习惯用铝箱体，用铁箱体的比较少，防锈要求也高。
“针对不同市场，我们以再打造一个艾比森为口号，陆续在美国、德国成立了子公司，全部服务本地化，员工本地化，认证本地化;另外，准备在美洲和欧洲各自再建一个艾比森，全面为海外本地市场服务。顺便说一下，在海外欧美市场打价格战是没有用的，客户更看中性价比，持续的服务能力。”张海石表示。
(二)控制系统——“烟光凝而暮山紫”
2014年2月8日索契冬奥会轰轰烈烈的开幕式，五环少一环，让主办方陷入尴尬之中;而倒计时环节，大屏幕突然“黑脸”，也让主办方在全球数亿观众面前“糗”了一把，大家应该都不会忘记。LED显示屏为什么会在关键时刻失灵呢?在业内人士分析的故障原因中，包括外部供电系统和LED显示屏控制系统的信号故障。不管是一哪种情况，出现“黑屏”都说明主办方的备份系统做得不够完善。
为了提高显示屏的可靠性，现在所有的屏，在控制板跟模块之间，包括模组之间，系统跟控制板之间，屏厂基本上都采用了双线热备份。目前，深圳市灰度科技有限公司推出的HD—60X高清同异步双模播放盒，可保证同步模式不黑屏，当出现信号源中断、电脑死机等故障时，马上切换到异步模式，播放预存在播放盒中的节目内容。技术的进步使LED显示屏的可靠性再次得到升级。
控制系统分为同步控制系统和异步控制系统，从技术来说，同步控制系统发展较为成熟，尽管相比同步控制系统，异步控制系统在运用色度校正以及高刷新率、高亮度等性能指标方面仍有差距，但这几年异步控制系统，也在不断地改进和完善。
据灰度科技产品总监谢志君介绍，灰度科技推出的这款HD—60X高清双模播放盒，还有另外三大特点：1、可以支持1080P、720P高清显示，突破1080P高清分辨率，满足200万点大屏需求，解决市面上异步系统视频效果、显示效果差的问题。2、HD-A60X 完美实现了及时由异步模式切换到同步直播的功能，通过HDMI接入高清视频，支持摄像机、数字电视同步播放，或者定时直播，突破了过去异步系统无法插播热点新闻、紧急事件等电视画面的瓶颈。3、业内首创U盘视频直接播放，支持直接播放U盘中存储的视频，小巧的机身，简便的操作，为用户免去了同步场景无处安放电脑主机等烦忧。
HD-A60X 系统构成的异步平台支持用户通过发布平台、3G或有线互联网远程、集中管理所有的显示屏内容。谢志君表示，不可否认，毕竟异步控制系统起步较晚，目前，同步系统在大屏幕方面有其优势，异步系统还处在学习阶段，但城市的户外广告媒体已经开始从以前对单块显示屏的控制走向集群化管理控制，在提高用户管理效率的基础上节省了人力成本，未来同步转异步必将是一个趋势。
西安诺瓦电子科技有限公司董事长袁胜春表示，随着需要管理的LED显示屏数量的增加，运营的难度呈指数增长，令投入的人力资源等运营成本大幅度增长，而效率却严重下降，无法及时处理业务，难以及时维护显示屏，导致显示效果大打折扣，甚至黑屏，招致客户投诉，商业信誉受损，也严重影响运营质量。
为了解决这一严重制约LED显示屏发展的难题，Nova推出了 “LED显示屏集群监控解决方案”，即NovaCare。一旦发现状态异常，我们会在第一时间把故障信息通过电子邮件发给维护人员。
维护人员也可以通过云监护平台，即时了解屏的故障信息，比如，是哪块屏出故障了，故障是什么、故障在什么地方、需要哪些配件可以完成维修等等。不仅如此，监护平台会自动给特定的工程师，比如离屏最近的的工程师发通知，让他去完成显示屏的维修维护。
有了强大的告警机制作为保障，我们可以向客户承诺，一旦有故障发生，我们5分钟就能收到邮件，2个小时就能派出工程师，1天之内就能解决问题。
不仅如此，面对故障，系统还会自动的采取一系列措施进行自动保护，比如温度过高时，自动降低亮度直至黑屏、关闭屏体电源，或是定时清理媒体保证存储空间安全有序，或是出故障时，重启软件、重启电脑等等，直至有自己解决不了的问题时，自动联系维护工程师。显示屏实现了智能化，会随机应变，会临场决断。显示屏不再是一堆冷冰冰的机器，而像是拥有了鲜活的生命。NovaCare能提供媒体播放统计报告，在播放日志、可视化播放凭证的基础上，完成数据的统计和关联，让媒体播放信息一目了然。
控制系统是保障户外广告屏高品质的关键器件之一，那么它是如何来帮忙户外广告屏实现高分辨率、高刷新率、高灰度、高对比度、均匀性、节能性的呢?在降低显示屏的故障率方面起着怎样的作用?
诺瓦电子科技有限公司董事长袁胜春表示，相对于普通系统最多只能带130万点，Nova的独立主控NovaPro HD可以带到230万点!
这意味着什么呢?这意味着对于一块230万像素的1080p显示屏，也就是，对于一块1080p高清的，点数为230万的显示屏用普通的系统，你需要三个部件，而用Nova，你只需要一台。
所以，采用Nova系统，设备数量将只有普通系统的1/2到1/3。这就是我们的NovaPro HD，提高主控的带载面积，减少系统的部件，从而提高系统的稳定性。
其次，要达到高档次LED显示屏的需求，显示屏除了拥有高的刷新率，使LED显示屏能流畅无抖动地播放画面，也需要增大可调节的灰度级，使得显示屏显示的图像更加细腻平滑，层次更加分明。
按照LED显示屏的实现原理，在刷新率确定后，能实现的灰阶数取决于驱动芯片能响应的最窄OE脉宽，如何在驱动芯片确定后(即能响应的最窄OE脉宽确定)提升显示屏的灰阶成为业内一个呼声较高的需求。
传统灰度实现方式所有的灰度的刷新率是相同的，但通常情况下，不管是人眼还是摄像和拍照都是更多的关注高灰阶的刷新率，因此可以通过降低低灰阶部分的刷新率来提高最窄脉宽的宽度，来实现高灰阶。
NovaCare能提供故障分析与预测报告，利用长期积累的系统状态、故障信息，通过大数据分析，准确定位系统的薄弱环节，给出提升系统性能的建议。比如，通过分析监控的历史数据，发现电源告警不断增加，呈发散趋势，于是系统给出电源可能在近期出现大面积故障的预警，并同时给出全面更换电源的指令。从而使得我们可以先于故障的发生解决故障!请注意，是先于故障的发生，解决故障，而不是故障发生以后才处理故障。这就是NovaCare给我们带来的又一个不可想象的卓越体验!
NovaCare还能提供系统健康报告，这就像给系统定期做体检，使我们对系统的健康状况随时了然于胸!
NovaCare能提供系统故障维修报告，详细地提供故障信息，比如是哪一个箱体的那一个电源坏了，是哪一个箱体的那一根排线松了，是哪一个箱体的接收卡温度过高了，整个显示屏需要更换多少个电源、多少根排线、多少个接收卡，等等。有了这些信息，维护人员就可以像精确制导的导弹一样，准确、快速地解决故障。NovaCare会带给我们前所未有的舒心与放心!
校正——“潦水尽而寒潭清”
户外LED显示屏，除了要符合户外显示的标准以外，还必须尽可能地保持LED灯珠的一致性，以降低维修成本。LED显示屏亮度和色度的校正，为LED显示屏实现画质提升起到关键性的作用。如亮度调整技术，为适应不同天气，让显示屏达到最佳的显示效果，LED显示屏专门设计了亮度256级调节装置，保证整个LED显示屏在各种环境下都能达到最佳的显示效果。针对显示屏出现的色块、色偏和亮度不均匀等问题，特别是一些老化问题，控制系统的校正技术是如何来解决的呢?
深圳中科维优科技有限公司市场策划经理罗伟斌表示，针对户外LED显示屏的校正，VU做出了以下技术方面的努力：
1、校正设备便携化
传统的专业逐点校正设备体积和重量偏大，为校正出行带来不便，更增加了户外LED显示屏的校正成本。为此，中科维优开发出新一代便携式逐点校正系统VU-Smart，它在保持优异的光学特性的同时，合理的优化配置结构，最大限度地缩减了设备体积，仪器主机仅相当于普通保温杯大小，镜头也由两个压缩至一个轻量变焦镜头。同时，VU-Smart采用通用网线、电源线的接口，方便临时更换网线和使用移动电源，提高了校正设备的机动性能。另外，我们为VU-Smart配备了材质优良的折叠式三脚架，收纳高度仅32厘米。总之，所有的校正所需设备都可以装到一个普通背包中，总重量不超过3.5kg，一个人即可背起即时出发，减少了差旅负担和费用。
2、如何应对现场难题
户外LED显示屏的校正受到时间的限制，校正必须在晚上进行，而且要克服天气因素的影响;同时，现场校正还必须解决遮挡因素，比如LED显示屏前方会有电线、旗杆、路灯、树木等遮挡物，这些遮挡区域该怎么采集数据，都是校正的难题。
现场校正时间有限，情况复杂，需要有适宜的校正方案和相关的校正功能来解决现场难题。为了将户外屏的校正时间压缩到最短，我们采用的方案是先采集，而后可另选时间进行计算、导出系数、上传系数，这样最大限度利用了晚上的时间，尽可能确保所有的区域都能在同一晚上完成采集。同样的环境、同样的机位、同样的焦距，避免区域间差异。此外，我们还开发了全屏采集模式，即在同一机位进行全屏采集，整个采集过程不需要人工转动云台，操作者一键全自动完成采集工作，既节省了时间又避免了人工误差。
对于灯点遮挡的问题，VU自主开创多机位采集法进行校正，通过在不同机位采集，然后进行数据融合。而且VU校正系统还具有模组更换功能及后期修正功能，方便LED显示屏更换备用模组以及校正后期处理。
3、多家控制系统兼容
从技术上来讲，我们的专业逐点校正系统可以兼容目前所有的LED显示屏控制系统，即控制系统可以应用校正系数来控制灯点亮度，达到校正的目的。但如果控制系统无法应用校正数据，比如控制系统版本较早，根本无逐点校正功能，或只支持亮度校正，不支持色度校正，我们开发了LED显示屏视频信号校正器，直接作用于显示校正信号，对显示屏视频源DVI/HDMI信号进行实时逐点校正处理，这就绕开了控制系统兼容难题，对LED显示屏起到逐点校正作用。
(三)信息处理系统 ——“秋水共长天一色”
LED视频处理器，就是LED显示屏专用的视频处理器，它的功能就是将来自外部的图像信号转化为LED显示屏所能接受的信号。LED视频处理器的优劣直接影响了LED显示屏的显示效果。LED视频处理器对显示屏的作用有哪些呢?简单的列举几点：
一、画面缩放，LED显示屏的显示方式是点对点的，这就决定了显示屏只能显示与自身物理分辨大小一致的画面。LED视频处理器可以对图像进行缩放，将画面以任意大小输出，完成整个桌面映射到LED屏幕上。
二、信号转换与切换，视频处理设备能够完成众多信号之间的格式转换。视频处理器另外的一个重要功能就是在有多路信号接入的时候，对各种信号进行管理，灵活地在各路信号之间快速切换。
三、 图像质量提升，因为显示屏自身的像素间距远大于其他一些平板显示介质，因此，对于图像处理技术，尤其是图像增强技术有着严格的要求。优质的LED视频处理器能够运用先进的算法对图像质量不佳的信号进行修饰，执行去隔行、边缘锐化、运动补偿等等一系列处理，增强图像的细节，提升画面质量。
四、大屏幕拼接，目前LED显示屏的点间距越来越小，外形尺寸也越来越巨型化，这样就使得LED屏幕的物理分辨率变得非常巨大。LED视频处理器具备拼接功能，能够驱动大分辨率的屏幕，不失为一种极具性价比的驱动方式。
五、多画面处理，很多特殊场景下一个显示屏需要显示多个相同或不同信号的画面，具备多画面处理功能的视频处理器，可以灵活地满足这样的显示要求。
在LED显示屏高清时代，视频处理器不仅承载了图像处理与分析、编解码压缩等大量工作，还会嵌入大量的智能分析算法对海量的数据进行分析，更多的功能不再一一列举。总之，视频处理器更多的功能都是为LED显示屏的画面锦上添花。
户外显示屏因受地域天气等影响，白天与黑夜不同，晴天与雨天不同，显示屏如何来配合天气的变化显示完美的画面呢?
这就要求视频处理器要有更优异的画质提升能力，具备先进的图像缩放处理算法，来保证视频图像经缩放处理后，最大程度的保持图像的清晰度和灰度层次。另外，还需要视频处理器有丰富的图像调节选项和调节效果，对图像亮度、对比度、灰度进行处理，以保证屏幕输出柔和清晰的画面。
随着技术的发展，目前，市场上一些产品已经可以满足这些功能，如唯奥视讯最新推出的LVP86XX系列产品，高度集成了同步拼接、多画面开窗和无缝切换等先进功能。对播放4K2K的动态快速视频，也能做到图像无断裂，画质清晰，切换流畅，还可以在拼接屏幕上，开启多路实时可漫游、跨屏的高清视频窗口。多窗口画面能做到完全无缝拼接，淡入淡出的开启、切换和移动，使多画面显示平稳柔和、赏心悦目。
(四)LED显示屏安全防护系统——“天苍苍，野茫茫，风吹草低见赛场”
LED显示屏结构框架工程部分，包括钢架结构的设计、制作、箱体及单元LED模组的安装和框架、包边、立柱、基础等工程内容。这些都是在户外作业，所以各方面都要适应户外的风吹、雨淋、日晒、高低温等环境条件。LED显示屏在结构框架工程和防护系统方面的可靠性就显得尤为重要。所以，这里需要做的防护工作很多，比如，防高温;防尘、防潮;防噪音污染;防风、防雨;防晒、防反光和防止动物冲击;防震;防短路、断路、过压等等。
户外显示屏的安装大概分为镶嵌式和支撑式两种，不同的安装方式配置不同的结构框架，如支撑式的是以钢结构为支撑。在保障显示屏的安全性方面，屏厂有哪些举措，又是如何保障低故障率的呢?
深圳市联腾科技有限公司研发部总监王长胜表示，深圳市联腾科技有限公司主要以终端工程项目为主，从成立以来，已经承建了上万个终端工程项目，积累了丰富的工程项目设计和施工经验。安全性保障是联腾科技在设计和施工中首要考虑的因素;对于户外LED显示屏的安全可靠性，联腾科技是由多方面来保障的。
根据项目地点的天气、环境、地质、承载结构等因素，联腾科技严格按照国家对于户外广告设施颁布的相关规范和标准，设计显示屏的承载结构;对设计的图样进行永久和可变荷载计算，确保设计的安全可靠性，且经过多级审核形成有效图纸，严格按照审核过的有效图纸中的材料、要求、工艺来施工、检查和验收;对于影响结构安全性的固定节点及关键部位，设置有专人负责的质量监控点，对组装完成的钢结构进行多级的防锈和防腐处理等。
在屏体防护设计方面，结构体设计有可靠的防雷和接地装置，配电系统设计有短路保护、过载保护、接地故障保护、避雷器、防浪涌等保护装置，屏体内设置有温度、湿度、烟雾感应器和报警装置。所有设计的材料都是防火材料，主体材料防火等级需达到V0级，裸露在屏体外的设备和材料需防水、防紫外线等;屏体所有PCB需做三方处理;对于屏体的防水需经过屏体自身和外防护两级防水，确保户外使用IP65的防护等级要求。
联腾科技负责承制显示屏一直保持低故障率，除了显示屏本身的低功耗设计、EMC设计、热均衡设计等可靠性设计，耐候性材料的选型以及严格管控的生产工艺和品质管控之外，与屏体安装后的通风散热设计也有密不可分的关系。热是显示屏的一大故障根源，它影响到屏体中元器件及设备的寿命、电源的有效转换率，考验着显示屏中连接器件的可靠性等，所以要根据屏体的正常使用功耗，计算屏体发热量，结合环境因素，设计合理的通风散热方式，确保显示屏工作在正常的工作范围内，这样，屏体的故障率自然就降低了一大部分。另外，屏体定期的维护保养方案和措施也不可忽视，如定期的清理防尘装置中的灰尘，定期检查供电回路及大电流连接点的可靠性，有无虫兽对线路和设备造成损伤，检查有无隐形的故障等。
二、LED显示屏质量之画面——“三秋桂子，十里荷花”
高亮度是LED显示屏的一大特性，即使在白天光线充足时，也能清晰地显示影像文字，但在某种环境下，这种特性也给人们带来了一定的烦恼——光害。为了在阳光直射的环境下维持显示质量，户外屏通常需要在白天达到8000nits以上的亮度。到了傍晚在环境光较暗的条件下，1500nits~2000nits的亮度，即可提供良好的显示质量。
技术在不断进步，要根据不同环境光，调整显示屏的亮度，我们给显示屏装设环境光传感器是可以做到的。但令人忧虑的是对显示屏显示内容的控制。由于部分显示屏广告的发布不受相关法律法规的约束，出现了内容不健康或者信息虚假的广告，严重影响了LED户外显示屏的形象。
的确，商家树立广告牌的最终目的就是宣传商品信息，吸引目标顾客，尽可能地赚取最大的利润。LED广告牌正是为了实现这个目的成为企业宣传的头项选择，但广告不仅是运营商要达到的目的，而且要让受众接受;户外广告屏不仅需要一个质量过硬的屏，更需要一个能体现人文关怀的温暖的屏。
全球最大的有着6030平方米面积的户外LED屏，已成为上海的城市地标。这块堪称上海最贵的户外LED屏，在指定时间段一小时包屏的价格达30万元。它因何而贵?有一点值得肯定，在每年LED维修保养和电费加起来几百万的成本压力下，它能够坚守品质，拒绝“土豪”，对企业没有美感和创意的广告说“不”，对有过负面报道，涉及产品质量问题的企业说“不”。它把自己定位成一块有“温度”的LED屏，体现城市特有的人文关怀，让显示屏的形象深入人心，甚至被人眷恋。显示屏的价值，包括所有器件厂商为之质量而努力付出的价值得以体现。这样的屏自然有更广阔的市场前景。
