DLP显示系统在水厂中控室的应用

论文类型	运营与管理	发表日期	2007-05-01
来源	中国水网
作者	韩阳
关键词	DLP MSCS 显示系统功能特点
摘要	介绍了DLP显示系统在水厂中控室的应用，详细阐述了DLP大屏幕显示系统的先进性、配置、特点及其各项功能。

DLP显示系统在水厂中控室的应用

韩阳

　　提要：介绍了DLP显示系统在水厂中控室的应用，详细阐述了DLP大屏幕显示系统的先进性、配置、特点及其各项功能。
　　关键词：DLP MSCS 显示系统功能特点

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

　　当前，随着经济的发展和综合技术的进步，国内一些大城市的自来水厂和污水厂的中央监控室逐步上马了DLP（Digital Light Processing数字光处理技术）大屏幕显示系统。本文以2006年新近竣工的上海金山水厂的中控室为例，对此新兴的DLP大屏幕显示系统作以介绍，希望能够为拟建新建的自来水厂和污水厂的中控室建设提供参考和借鉴。

1 系统的特点

1.1 技术先进性
　　从投影机到控制主机都是全数字式，标志着当今世界的最新显示和处理技术。大屏幕显示系统选用最新进口的P670 DL投影单元，集先进的光学、电子、机械等技术于一体，是综合技术的完美结合。领先采用第三代的DDR12度DLP芯片技术，处理速度提高5倍。 PCOF逼真色彩过滤还原技术，使色彩还原性大幅度提高。先进的超短焦镜头，投影距离更短，线性失真更小。全新材质的高光学性能屏幕，提高解像度的同时抑制屏幕变形。采用脉冲电路补偿技术，解决了常见的由于光源引起的画面闪烁问题。
1.2 高可靠性
　　由于DLP技术采用全数字投影原理，支持24小时×7不间断运行，P670DL投影机的核心部件DMD芯片寿命高达10万小时，平均无故障时间为2万小时，采用UHP120W冷光源投影灯泡，灯泡寿命达8千小时，为监控中心首选之显示设备。采用模块化的设计使得系统的可靠性得到了有效的保障，任一模块的故障将不会影响整个系统的正常运行，并使得对系统故障的诊断和维修更为容易。
1.3 易扩充性
　　模块化的设计不但使投影系统将来的扩展变得易如反掌，而且在将来系统扩充时可以保留绝大部分原系统设备，使投资效益最大化。模块之间的组合采用简单的“即插即用”模式，使得投影墙体的显示模块数量可以任意的增加或减少而不影响系统的显示功能，避免了以往一个控制器只能控制几块屏的限制，具有相当的可扩充性。
1.4 易操作性
　　对操作软件进行了全面的优化并采用了“所见即所得”的直观式操作方式。友好的用户界面和简洁直观的操作方式使得用户只需接受四五个小时的培训，便可对此先进的系统进行熟练的操作。

2 系统配置及其功能

2.1系统配置
　　系统由箱体式投影显示单元拼接的投影图形墙、MSCS－W网络图像处理器及相应的输入源组成，整体系统采用中央计算机控制。
2.2 系统的功能
2.2.1 MSCS图形控制器功能
　　系统采用了强大的MSCS图形控制器来显示不同的网络信息和信号，为集中控制的计算机监控系统提供了独特的解决方案，具有强大的兼容性。
　　（1）跨平台应用　　 MSCS图形控制器是基于Windows的操作系统，可以运行任何Windows平台的应用程序。可以访问X-Window的各种应用程序，基于WindowsNT的应用和基于UNIX+Xwindow X11R5/R6的应用均可访问显示。
　　（2）控制驱动投影单元　　控制器可以驱动多达32个大屏幕投影单元，形成一个大面积的高分辨率无缝拼接墙。大屏幕拼接墙可由2至32个单元构成，任何数量的屏幕及其排列都可以通过特殊的配置来控制。整个大屏的分辨率等于用来组成整屏的所有单元的总和。
　　（3）多种图形显示模式　　控制器支持各种标准的VGA图形模式以及多种增强的图形模式。能驱动任何一种投影器，给出高质量的图形显示。显示通道的分辨率可以从640×480到1600×1200任选。
　　（4）RGB信号及活动视频输入和处理　　控制器可以在大屏幕的逻辑屏上显示来自任何型号计算机的RGB信号，支持活动视频输入，能将多种实时的视频信号在大屏幕上以视频窗口显示。在用户界面上轻点鼠标即可选择视频源，调节图像的亮度、对比度和饱和度以及对视频窗口进行控制。
　　（5）高速图形和窗口处理　　控制器最佳的体系结构使无论是图形性能还是窗口操作都能达到最快的运行速度，即使在大型屏幕上进行图形绘制和窗口操作，其速度仍然快得惊人。
　　（6）多网卡　　控制器内标配具备两个10/100M Ethernet接口，通过RJ45接口与其他网络工作站相连，从而实现网络中的工作站,用户用其鼠标和键盘与大屏幕墙对话。这一特点提供了网络冗余度，改善了可靠性并获得更好的网络负载分配。每一个接口可以同时运行，以取得最大的吞吐量和最佳的性能。
　　（7）先进的远程操作员工具　　控制器为遥控大屏幕区域提供了几种附加的软件工具，多个操作员坐在基于Windows远程工作站就能控制大屏幕显示信息。操作员可以远程遥控视频信息显示，还可以在大屏幕墙上显示自己工作站屏幕上的内容。
　　（8）二次开发能力　　控制器能根据用户的具体要求，生成和显示调度人员特殊要求的实时网络接线图以及专用图，提供图文互查的方式来查询现有的数据库，并以直观的图形或表格形式，在大屏幕上显示实时数据。
2.2.2大屏幕控制管理软件的功能
　　大屏幕控制管理软件运行在Windows环境，通过RS232接口控制DLP投影设备和图形控制器等控制设备，基于TCP/IP网络协议，可实现对投影墙的管理功能，且所有操作都能在同一控制平台上完成。
　　（1）预案管理功能：可以根据用户的要求，在控制管理软件中设置不同的预案，用户也可自行配置预案进行保存与调用，所有的预案都可作为备份信息存储。
　　（2）界面友好：采用全中文图形应用界面，用户只要简单地拖拉代表各种功能的图标放在屏幕的相应位置上即可实现各种功能，可以根据实际需要定制优化软件，并为用户开放技术资料。
　　（3）投影单元参数调整功能：通过Control MSCS可以方便调节单个或总体投影单元的图像的亮度、对比度、色彩、相位等所有参数并调节用户显示模式。可以将各种配置参数存储为效果模式并对系统各参数的设定进行不同程度的修改。
　　（4）信号管理功能：可以控制所有输入信号，通过控制管理软件将不同的信号在大屏幕上任何位置显示并对不同的信号进行切换刷新。
　　（5）内置图像控制功能：可以管理控制投影单元内置控制器，通过软件控制内置控制器来实现实时并同时显示多个信号，并可将任何一路以屏为单位几何拼接放大显示。
　　（6）窗口管理功能：通过控制管理软件可以直接对大屏幕上的窗口进行操作，用户只需在控制软件的虚拟窗口中使用鼠标即可对大屏幕上打开的窗口进行拖动、层叠、打开、关闭、放大、缩小、跨屏、漫游等一系列操作。对于在大屏上打开的窗口在控制软件中都会进行文本纪录，并对当前激活的窗口在软件中有虚拟窗口显示，实现当前窗口的同步虚拟窗口功能。
　　（7）模式存储功能：对于不同的显示模式直接进行设置存储，对多个显示窗口的位置、内容、大小可以进行预设和存储。不仅通过软件可以在大屏幕上显示单纯的一种图像，同时也可显示多种不同性质的图像，实现混合显示模式的控制。
　　（8）多用户权限管理功能：控制管理软件可安装在网络上的任意多台计算机终端上，这些终端上的用户可同时管理大屏幕的相应区域。并可给不同的用户设置不同的权限，赋予管理人员最高权限，而对普通人员限制操作权限，这样既能方便大屏幕系统的应用管理，也大大增加了其安全性。
　　（9）集中控制功能：集成化的综合管理平台，控制管理软件可集中控制RGB矩阵、视频矩阵等，通过对矩阵的控制来实现各路信号的切换和显示。
　　大屏幕控制管理软件操作控制简单，使用方便，可以根据用户的实际需求定制和优化控制软件，为将来的进一步开发提供全面的技术资料和技术支持。
2.2.3 DLP系统的显示功能
　　（1）任意组合式多窗口显示水厂的实时生产运行工况图。
　　（2）任意组合式多窗口一步化显示水厂生产现场的监视图
　　可以选择专门开一监视图像窗口跟踪水厂的自控界面，如自控界面切换到某一车间，指定的视频窗口也立即自动切换到该车间的监视图像。
　　（3）远程应用显示
　　应用系统在大屏幕上的显示可以通过2种方式实现：RGB方式直接显示和全智能网络远程显示。（如下图所示）

　　RGB方式直接显示，就是将用户的应用系统终端的显示卡信号直接通过显示控制器的RGB输入接口在大屏幕上显示，这种做法不涉及网络，快速简单易行。
　　全智能网络远程显示，就是将用户应用系统通过网络与显示控制器相连，以远程的方式显示。远程显示的网络拓扑图如下图。
在图示的系统中如果用户的A计算机的信息要显示在大屏幕上，需要通过网络将A计算机与大屏幕显示控制器连接起来。显示控制器通过网络将读取A计算机的属性数据，而不是读取显存数据，所以网络数据流量非常小。这些属性数据在显示控制器中重新运行然后以窗口的方式显示在大屏上。当操作员对大屏幕上显示的应用系统进行操作时，应用系统的数据会返送到计算机A，在计算机A中对应用系统进行修改，保证系统数据的实时性。同样计算机B、C的信息也可以以窗口的方式显示在大屏幕上。对用户来讲，显示控制器是透明的，整个大屏幕系统就是为用户提供一个共享的、统一的显示平台。用户可以决定自己的计算机运行的应用系统是显示在本地机的小屏幕显示器上还是大屏幕投影墙上。每个用户只要在自己的计算机上使用本地机的键盘和鼠标就可以操作大屏幕上相应的应用系统。
　　（4）视频显示功能
　　16路的视频输入，视频窗口可显示任意的一路输入或是用户事先指定的几路输入，支持NTSC,SECAM和PAL制式的视频信号。视频窗口可以在任意位置，任意的大小，选择任意的窗口类型，每个窗口可独立地调整图像。视频显示不增加CPU的负担。
　　视频图像包括两部分内容：
　　一是水厂传输过来的模拟视频图像信号。他们通过视频切换矩阵和视频输入板输入到显示控制器的视频处理单元。由于该视频处理单元具有独立的处理器、存储器等，经过视频处理单元处理后可直接将视频图像数据送到图形卡的输出接口上。因此，该处理过程不占用CPU时间，速度非常快。
　　二是通过有线或无线网络传输过来的数字化视频图像，数字化视频图像通常在视频客户机上通过视频客户端软件进行浏览和控制。与DLP的接口可采用：
　　a．将视频客户机的显示卡信号直接通过矩阵开关或者显示控制器的RGB输入接口在大屏幕上显示，这种做法不涉及网络，简单易行。但由于信号采用的是用户应用系统终端图形卡的信号，所以分辨率受到限制。
　　b．将视频客户应用系统通过网络与显示控制器相连，以远程方式显示。但随着视频图像数量增加会引起网络数据流量增加，加重显示控制器负担,不能有效保证图像的实时性。
　　c．利用视频转换设备将网络数字化视频图像转换成模拟图像，通过视频专用输入接口输入到显示控制器的视频处理单元处理后直接将视频图像数据送到图形卡的输出接口上。不占用CPU时间，速度快，但需增加相应的硬件投资。
　　（5）计算机的RGB显示功能
　　主控制器的RGB模块（可选）专门处理对于分辨率没用特殊要求的计算机信号。该模块具有专门的RGB输入接口，它将RGB信号进行捕捉、处理之后，直接送到控制器的图像卡的输出接口上，因此，显示速度非常快。但是由于这种方式捕捉的是计算机的RGB信号，所以显示的分辨率仍然保持原来计算机的分辨率。