DLP顯示系統在水廠中控室的應用

論文類型	運營與管理	發表日期	2007-05-01
來源	中國水網
作者	韓陽
關鍵詞	DLP MSCS 顯示系統功能特點
摘要	介紹了DLP顯示系統在水廠中控室的應用，詳細闡述了DLP大屏幕顯示系統的先進性、配置、特點及其各項功能。

DLP顯示系統在水廠中控室的應用

韓陽

　　提要：介紹了DLP顯示系統在水廠中控室的應用，詳細闡述了DLP大屏幕顯示系統的先進性、配置、特點及其各項功能。
　　關鍵詞：DLP MSCS 顯示系統功能特點

Abstract：It introduces the application of the DLP display system. It expounds the DLP display system’s superiority, component, characteristic and all functions.

Keywords: DLP　MSCS　display system　function　characteristic

　　當前，隨著經濟的發展和綜合技術的進步，國內一些大城市的自來水廠和污水廠的中央監控室逐步上馬了DLP（Digital Light Processing數字光處理技術）大屏幕顯示系統。本文以2006年新近竣工的上海金山水廠的中控室為例，對此新興的DLP大屏幕顯示系統作以介紹，希望能夠為擬建新建的自來水廠和污水廠的中控室建設提供參考和借鑒。

1 系統的特點

1.1 技術先進性
　　從投影機到控制主機都是全數字式，標志著當今世界的最新顯示和處理技術。大屏幕顯示系統選用最新進口的P670 DL投影單元，集先進的光學、電子、機械等技術于一體，是綜合技術的完美結合。領先采用第三代的DDR12度DLP芯片技術，處理速度提高5倍。 PCOF逼真色彩過濾還原技術，使色彩還原性大幅度提高。先進的超短焦鏡頭，投影距離更短，線性失真更小。全新材質的高光學性能屏幕，提高解像度的同時抑制屏幕變形。采用脈沖電路補償技術，解決了常見的由于光源引起的畫面閃爍問題。
1.2 高可靠性
　　由于DLP技術采用全數字投影原理，支持24小時×7不間斷運行，P670DL投影機的核心部件DMD芯片壽命高達10萬小時，平均無故障時間為2萬小時，采用UHP120W冷光源投影燈泡，燈泡壽命達8千小時，為監控中心首選之顯示設備。采用模塊化的設計使得系統的可靠性得到了有效的保障，任一模塊的故障將不會影響整個系統的正常運行，并使得對系統故障的診斷和維修更為容易。
1.3 易擴充性
　　模塊化的設計不但使投影系統將來的擴展變得易如反掌，而且在將來系統擴充時可以保留絕大部分原系統設備，使投資效益最大化。模塊之間的組合采用簡單的“即插即用”模式，使得投影墻體的顯示模塊數量可以任意的增加或減少而不影響系統的顯示功能，避免了以往一個控制器只能控制幾塊屏的限制，具有相當的可擴充性。
1.4 易操作性
　　對操作軟件進行了全面的優化并采用了“所見即所得”的直觀式操作方式。友好的用戶界面和簡潔直觀的操作方式使得用戶只需接受四五個小時的培訓，便可對此先進的系統進行熟練的操作。

2 系統配置及其功能

2.1系統配置
　　系統由箱體式投影顯示單元拼接的投影圖形墻、MSCS－W網絡圖像處理器及相應的輸入源組成，整體系統采用中央計算機控制。
2.2 系統的功能
2.2.1 MSCS圖形控制器功能
　　系統采用了強大的MSCS圖形控制器來顯示不同的網絡信息和信號，為集中控制的計算機監控系統提供了獨特的解決方案，具有強大的兼容性。
　　（1）跨平臺應用　　 MSCS圖形控制器是基于Windows的操作系統，可以運行任何Windows平臺的應用程序。可以訪問X-Window的各種應用程序，基于WindowsNT的應用和基于UNIX+Xwindow X11R5/R6的應用均可訪問顯示。
　　（2）控制驅動投影單元　　控制器可以驅動多達32個大屏幕投影單元，形成一個大面積的高分辨率無縫拼接墻。大屏幕拼接墻可由2至32個單元構成，任何數量的屏幕及其排列都可以通過特殊的配置來控制。整個大屏的分辨率等于用來組成整屏的所有單元的總和。
　　（3）多種圖形顯示模式　　控制器支持各種標準的VGA圖形模式以及多種增強的圖形模式。能驅動任何一種投影器，給出高質量的圖形顯示。顯示通道的分辨率可以從640×480到1600×1200任選。
　　（4）RGB信號及活動視頻輸入和處理　　控制器可以在大屏幕的邏輯屏上顯示來自任何型號計算機的RGB信號，支持活動視頻輸入，能將多種實時的視頻信號在大屏幕上以視頻窗口顯示。在用戶界面上輕點鼠標即可選擇視頻源，調節圖像的亮度、對比度和飽和度以及對視頻窗口進行控制。
　　（5）高速圖形和窗口處理　　控制器最佳的體系結構使無論是圖形性能還是窗口操作都能達到最快的運行速度，即使在大型屏幕上進行圖形繪制和窗口操作，其速度仍然快得驚人。
　　（6）多網卡　　控制器內標配具備兩個10/100M Ethernet接口，通過RJ45接口與其他網絡工作站相連，從而實現網絡中的工作站,用戶用其鼠標和鍵盤與大屏幕墻對話。這一特點提供了網絡冗余度，改善了可靠性并獲得更好的網絡負載分配。每一個接口可以同時運行，以取得最大的吞吐量和最佳的性能。
　　（7）先進的遠程操作員工具　　控制器為遙控大屏幕區域提供了幾種附加的軟件工具，多個操作員坐在基于Windows遠程工作站就能控制大屏幕顯示信息。操作員可以遠程遙控視頻信息顯示，還可以在大屏幕墻上顯示自己工作站屏幕上的內容。
　　（8）二次開發能力　　控制器能根據用戶的具體要求，生成和顯示調度人員特殊要求的實時網絡接線圖以及專用圖，提供圖文互查的方式來查詢現有的數據庫，并以直觀的圖形或表格形式，在大屏幕上顯示實時數據。
2.2.2大屏幕控制管理軟件的功能
　　大屏幕控制管理軟件運行在Windows環境，通過RS232接口控制DLP投影設備和圖形控制器等控制設備，基于TCP/IP網絡協議，可實現對投影墻的管理功能，且所有操作都能在同一控制平臺上完成。
　　（1）預案管理功能：可以根據用戶的要求，在控制管理軟件中設置不同的預案，用戶也可自行配置預案進行保存與調用，所有的預案都可作為備份信息存儲。
　　（2）界面友好：采用全中文圖形應用界面，用戶只要簡單地拖拉代表各種功能的圖標放在屏幕的相應位置上即可實現各種功能，可以根據實際需要定制優化軟件，并為用戶開放技術資料。
　　（3）投影單元參數調整功能：通過Control MSCS可以方便調節單個或總體投影單元的圖像的亮度、對比度、色彩、相位等所有參數并調節用戶顯示模式。可以將各種配置參數存儲為效果模式并對系統各參數的設定進行不同程度的修改。
　　（4）信號管理功能：可以控制所有輸入信號，通過控制管理軟件將不同的信號在大屏幕上任何位置顯示并對不同的信號進行切換刷新。
　　（5）內置圖像控制功能：可以管理控制投影單元內置控制器，通過軟件控制內置控制器來實現實時并同時顯示多個信號，并可將任何一路以屏為單位幾何拼接放大顯示。
　　（6）窗口管理功能：通過控制管理軟件可以直接對大屏幕上的窗口進行操作，用戶只需在控制軟件的虛擬窗口中使用鼠標即可對大屏幕上打開的窗口進行拖動、層疊、打開、關閉、放大、縮小、跨屏、漫游等一系列操作。對于在大屏上打開的窗口在控制軟件中都會進行文本紀錄，并對當前激活的窗口在軟件中有虛擬窗口顯示，實現當前窗口的同步虛擬窗口功能。
　　（7）模式存儲功能：對于不同的顯示模式直接進行設置存儲，對多個顯示窗口的位置、內容、大小可以進行預設和存儲。不僅通過軟件可以在大屏幕上顯示單純的一種圖像，同時也可顯示多種不同性質的圖像，實現混合顯示模式的控制。
　　（8）多用戶權限管理功能：控制管理軟件可安裝在網絡上的任意多臺計算機終端上，這些終端上的用戶可同時管理大屏幕的相應區域。并可給不同的用戶設置不同的權限，賦予管理人員最高權限，而對普通人員限制操作權限，這樣既能方便大屏幕系統的應用管理，也大大增加了其安全性。
　　（9）集中控制功能：集成化的綜合管理平臺，控制管理軟件可集中控制RGB矩陣、視頻矩陣等，通過對矩陣的控制來實現各路信號的切換和顯示。
　　大屏幕控制管理軟件操作控制簡單，使用方便，可以根據用戶的實際需求定制和優化控制軟件，為將來的進一步開發提供全面的技術資料和技術支持。
2.2.3 DLP系統的顯示功能
　　（1）任意組合式多窗口顯示水廠的實時生產運行工況圖。
　　（2）任意組合式多窗口一步化顯示水廠生產現場的監視圖
　　可以選擇專門開一監視圖像窗口跟蹤水廠的自控界面，如自控界面切換到某一車間，指定的視頻窗口也立即自動切換到該車間的監視圖像。
　　（3）遠程應用顯示
　　應用系統在大屏幕上的顯示可以通過2種方式實現：RGB方式直接顯示和全智能網絡遠程顯示。（如下圖所示）

　　RGB方式直接顯示，就是將用戶的應用系統終端的顯示卡信號直接通過顯示控制器的RGB輸入接口在大屏幕上顯示，這種做法不涉及網絡，快速簡單易行。
　　全智能網絡遠程顯示，就是將用戶應用系統通過網絡與顯示控制器相連，以遠程的方式顯示。遠程顯示的網絡拓撲圖如下圖。
在圖示的系統中如果用戶的A計算機的信息要顯示在大屏幕上，需要通過網絡將A計算機與大屏幕顯示控制器連接起來。顯示控制器通過網絡將讀取A計算機的屬性數據，而不是讀取顯存數據，所以網絡數據流量非常小。這些屬性數據在顯示控制器中重新運行然后以窗口的方式顯示在大屏上。當操作員對大屏幕上顯示的應用系統進行操作時，應用系統的數據會返送到計算機A，在計算機A中對應用系統進行修改，保證系統數據的實時性。同樣計算機B、C的信息也可以以窗口的方式顯示在大屏幕上。對用戶來講，顯示控制器是透明的，整個大屏幕系統就是為用戶提供一個共享的、統一的顯示平臺。用戶可以決定自己的計算機運行的應用系統是顯示在本地機的小屏幕顯示器上還是大屏幕投影墻上。每個用戶只要在自己的計算機上使用本地機的鍵盤和鼠標就可以操作大屏幕上相應的應用系統。
　　（4）視頻顯示功能
　　16路的視頻輸入，視頻窗口可顯示任意的一路輸入或是用戶事先指定的幾路輸入，支持NTSC,SECAM和PAL制式的視頻信號。視頻窗口可以在任意位置，任意的大小，選擇任意的窗口類型，每個窗口可獨立地調整圖像。視頻顯示不增加CPU的負擔。
　　視頻圖像包括兩部分內容：
　　一是水廠傳輸過來的模擬視頻圖像信號。他們通過視頻切換矩陣和視頻輸入板輸入到顯示控制器的視頻處理單元。由于該視頻處理單元具有獨立的處理器、存儲器等，經過視頻處理單元處理后可直接將視頻圖像數據送到圖形卡的輸出接口上。因此，該處理過程不占用CPU時間，速度非常快。
　　二是通過有線或無線網絡傳輸過來的數字化視頻圖像，數字化視頻圖像通常在視頻客戶機上通過視頻客戶端軟件進行瀏覽和控制。與DLP的接口可采用：
　　a．將視頻客戶機的顯示卡信號直接通過矩陣開關或者顯示控制器的RGB輸入接口在大屏幕上顯示，這種做法不涉及網絡，簡單易行。但由于信號采用的是用戶應用系統終端圖形卡的信號，所以分辨率受到限制。
　　b．將視頻客戶應用系統通過網絡與顯示控制器相連，以遠程方式顯示。但隨著視頻圖像數量增加會引起網絡數據流量增加，加重顯示控制器負擔,不能有效保證圖像的實時性。
　　c．利用視頻轉換設備將網絡數字化視頻圖像轉換成模擬圖像，通過視頻專用輸入接口輸入到顯示控制器的視頻處理單元處理后直接將視頻圖像數據送到圖形卡的輸出接口上。不占用CPU時間，速度快，但需增加相應的硬件投資。
　　（5）計算機的RGB顯示功能
　　主控制器的RGB模塊（可選）專門處理對于分辨率沒用特殊要求的計算機信號。該模塊具有專門的RGB輸入接口，它將RGB信號進行捕捉、處理之后，直接送到控制器的圖像卡的輸出接口上，因此，顯示速度非常快。但是由于這種方式捕捉的是計算機的RGB信號，所以顯示的分辨率仍然保持原來計算機的分辨率。