信息显示系统的构建

摘 要：随着社会经济的快速发展，信息的展示变得越来越重要，信息显示系统正逐渐的被应用在社会生活的很多方面。随着显示技术和传输技术的不断创新，信息显示系统的构建方式也日趋多元化。本文主要对信息显示系统两种架构方式和显示终端设备的选择进行了分析比较，并重点对信息显示系统应具备的功能进行了设计。

关键词：信息显示 显示设备 系统管理

中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0011-02

随着信息时代的来临，信息的传播逐渐的在人们的日常生活中占据了重要的地位。人们已经习惯于在工作、生活中随时随地的接收信息、了解各种动态。信息显示系统作为重要的信息播送方式越来越被人们所接受。无论是户外的LED屏还是楼内的电视终端等，信息显示系统已经融入了人们的日常生活，无处不在。

随着显示技术和传输技术的不断发展，信息显示系统的构建方法也逐渐的多样化。构建一个信息显示系统，主要面临三个关键性的问题：一是如何设计信息显示系统的系统架构；二是选择何种显示终端设备；三是需要明确系统管理流程和管理功能。本文将主要围绕这三个问题进行分析。

1 信息显示系统的架构分析

信息显示系统根据系统架构可以分为控制器方式和IPTV方式两种。

1.1 控制器方式

采取控制器方式的显示系统主要是在每个或每组显示终端附近设置一个显示控制器，管理工作站通过显示控制器管理显示终端的显示内容和终端参数等，显示的内容也是通过显示控制器的处理后输出给显示终端的。

图1是一个典型的采用控制器方式的显示系统的原理图。

采用控制器方式的显示系统具有以下特点。

（1）强大的管理控制功能。

所谓控制器，实际上可以认为是一个计算机主机。控制器强大的处理能力可以实现分屏、叠加等特殊显示功能要求，也使得多种视频的同时播放成为了可能。通过中心控制工作站与控制器的通讯，可以远距离调整显示终端的各种参数。此外控制器本身具有的存储空间，也可以支持实现本地播放的功能，足以应对网络中断的情况。

（2）节约以太网带宽资源。

控制器方式中显示控制器的信号源主要包括通过有线电视网传输的有线电视节目信号和通过以太网传输的媒体信号两种，控制信号则通过以太网传输。在以太网上只是传输少量的媒体文件和控制信号，极大减少了显示系统对以太网带宽资源的占用。

（3）良好的同步性。

有线电视网络为节目信号的传输可以提供很好的保障，不会出现因为网络延迟和传输路径的差异而产生的不同步的问题。在近距离范围内多个显示屏播出同一节目信号的时候，这种同步性体现得尤其明显。

（4）需要以太网和有线电视网的支持。

控制器方式需要以太网和有线电视网的同时支持，在显示终端附近需要有网点和有线电视点。在网点和有线电视点原本就存在的情况下，采用控制器方式是非常方便的，反之则需要同时增加网点和有线电视点。

（5）需要提供控制器的安装条件。

控制器通过HDMI、VGA等线缆传输显示信号，由于这些线缆的传输距离有限，控制器需要在显示终端附近就近安装。虽然控制器已经越来越小型化，但毕竟还需要占用显示终端附近的安装空间，需要综合考虑显示终端的安装方式、周围安装条件等确定其安装方式。由于有维修控制器的可能，控制器的安装方式要方便拆卸，安装位置还需要考虑预留检修空间等。

此外显示控制器需要电源的适配。作为有源设备，也需要考虑其散热、噪音等问题。

1.2 IPTV方式

采用IPTV方式的显示系统依托于以太网实现。模拟信号节目源经过IP网关IP化后通过以太网传输，经解码器解码后提供给显示终端。

图2是采用IPTV方式的显示系统的原理图。

IPTV方式的显示系统具有以下特点。

（1）对网络要求高。

IPTV方式的主要特点是对传输网络的要求很高。从工程实践看，保障1路高清视频的传输需要至少15～20 M带宽。尽管可以通过组播、合理配置Qos等方式缓解网络资源压力，但在在传输多路高清视频信号时，对网络带宽的要求仍然很高。

IPTV主要的网络传输可以通过虚拟路由器分离、物理分离和骨干网共享业务网管分离3种方式实现。这3种网络传输方式在成本、扩展性、安全性等方面存在差异，可以根据实际的需求和条件进行选择。此外应根据实际情况对网络进行优化，提高网络的使用效率。

（2）方便增加显示点位。

相比有线电视点位，通常网络点位分布更广。增加IPTV方式的显示点位，只需要在增加点位的位置附近有网络点位即可，实施上非常方便。信息显示系统显示终端通常设置在走廊、大堂等公共区域，而这些区域通常很少会设置有线电视点位。

（3）可以采用无线传输方式。

IPTV基于网络的传输使得显示系统可以采用无线传输的方式。在有无线网络环境的区域，可以方便的设置显示终端。但另一方面由于无线网络的开放性，需要特别注意传输安全，应充分采用加密传输等技术。

通过以上分析可以看出，控制器方式和IPTV方式各有所长。控制器方式依托于以太网和有线电视网，不占用网络资源，具有强大的编辑管理功能和同步性，适合需要高端专业显示的室内显示。而IPTV方式则更具有灵活性，适合显示终端较少、网络资源充裕的情况，也更适合临时增改点位的情况。

2 终端显示设备的选择

常用的显示系统终端显示设备有液晶显示屏、等离子显示屏和LED显示屏三种。这三种显示屏在分辨率、亮度、色饱和度、响应时间等显示屏基本参数指标方面存在着差异。

LED显示屏在显示特性上与液晶显示屏、等离子显示屏的区别较大，主要适用于大显示面积、较远处观看以及户外的各种应用。而液晶显示屏和等离子显示屏的适用情况接近，因而经常被拿来作比较。

液晶显示屏和等离子显示屏的主要技术参数比较见表1。

可以看出，就目前的技术而言，在考虑价格因素的情况下，液晶显示屏适用于小尺寸、分辨率要求很高的情况，等离子显示屏适用于要求亮度高、播放高速动态画面的情况。在实际应用中，应该根据不同种类显示终端的特性选择使用。液晶显示屏和等离子显示屏有着各自的优势，同时在技术上也都有各自的瓶颈需要突破，未来的发展很大程度上取决于各自厂商的研况。

3 信息显示系统应具有的功能

信息显示系统应具有以下功能。

3.1 高清信号播放

随着高清数字电视的普及，人们对显示清晰度的要求越来越高。新建的信息显示系统应该能够支持高清信号的播放。这种对高清信号的支持主要表现在以下两个方面。

（1）显示终端支持高清。

目前40寸以上液晶电视和55寸以上等离子电视已经普遍支持1080p高清信号的显示。小尺寸的液晶显示器虽然也支持高清，但由于屏幕小，播放高清信号和普通信号的效果差别并不大，在信息显示系统中的应用也较少。

（2）传输网络支持高清。

传输网络的支持主要体现在带宽方面。无论是采用有线电视同轴电缆传输还是以太网网线传输都存在带宽限制的问题。有线电视同轴电缆1个频点可以支持2路高清信号传输，以太网则需要20 M左右带宽支持1路高清信号。从目前技术看，有线电视网络能够更好的支持较大规模高清信号传输。但随着网络传输技术和视音频压缩技术的不断发展，以太网支持大规模高清信号传输能力将会越来越高。

3.2 资源管理

为了提高管理效率，信息显示系统应该能对显示的资源进行有效的管理，包括以下主要功能。

（1）素材导入。

系统不仅可以通过DVD、U盘等导入节目素材，还应该可以直接抓取网络上的视音频内容并保存到本地进行管理。

（2）格式转换。

由于系统能够支持播出的视音频格式有限，系统需要支持对已有的视音频格式进行转换，如支持avi、rmvb、wmv、mkv等视频格式和mp3、wma、wav等音频格式的互转。

（3）资源查找。

在运行过程中，系统储存了很多播出资源，包括视频、音频、字幕、版式等。为了方便使用，系统应该可以对这些资源进行方便的查找，包括素材的定义、搜索、预览等主要功能。

传统的信息显示系统通常只注重播放功能的实现，播放的内容也只是一路视频信号的全屏播出。随着信息化时代的来临，人们对于显示内容的要求越来越高。除了主视频节目信号外，显示终端还应可以同时播放时钟信号、文字信息、窗口动画等很多内容，以满足多元化的需求。这就要求信息显示系统具有字幕叠加、分屏播出等多种功能。

这些叠加、分屏等功能主要通过版式编辑实现。版式编辑应该支持多窗口划分、窗口的大小及位置定义以及版式的预览、保存、套用等功能。

3.4 实时监控

信息显示系统通常包括显示终端比较多，显示终端的分布也比较分散。如何有效地监控显示终端的运行状态和播放内容成为了管理信息显示系统重要问题。信息显示系统控制终端应该支持对指定显示终端进行管理，显示终端可以通过IP地址、ID号等多种方式进行寻址。在屏幕比较多的情况下，信息显示系统应该支持显示终端的分组定义，可以通过组别同时对多个显示终端进行管理。

信息显示系统应该可以监看和控制指定显示终端的参数（开关、输入、音量等状态）以及显示终端正在播放的内容等。这就需要在设计时考虑控制信号的传输、播放信号的回送等。

信息显示系统的监控功能还包括其他系统设备重要参数的监看，包括服务器、工作站、显示控制器、交换机等设备的运行状态、温度等参数的查看和报警等。

3.5 自动播出

信息显示系统应该可以按计划进行播出。通过表单制作功能，系统可以支持24小时甚至是7×24 h的自动播出。为保证系统运行精度，表单的排程应该可以精确到秒。同时为应对突况，系统应该可以在自动播出时随时插播。

基于网络运行的系统难免会遇到网络故障、网络阻塞等多种问题。信息显示系统应该可以在网络中断的时候自动定义各种应急策略，如传输中断时自动播出指定的本地存储的内容或黑屏等。

3.6 日志管理

信息显示系统面向公众信息，其播出安全性需要进行可靠的保障。除了制定严密的内容审批流程等事前预防措施和对设备进行监控等实时监看措施外，日志对系统运行各方面的记录作为一种有效的事后检查措施，也是系统安全管理的重要保障手段。系统日志主要包括了以下几种：

操作日志：指管理员对数据库的操作的所有记录，包括不同管理员进行的权限修改、资源管理、配置管理等动作。事件日志：指所有系统设备、软件发生事件以及状态的记录，包括设备开关、设备故障、网络故障等信息。播放记录日志：指对播放内容相关的记录，包括播放时间、播放实际内容等。日志：指系统信息的记录，包括版式下发、播放内容等。

4 结语

从以上的分析可以看出，构建一个完善的信息显示系统，需要在构建前根据用户的使用需求、现场的实施条件等情况选择系统架构方式和终端显示设备种类，并明确系统应具备的功能。随着终端显示技术和传输技术的不断发展，新的信息显示系统的构架方式和关键技术也会不断地涌现。因此需要随时跟踪和研究新问题、新技术，提出新的系统实现方法，以满足构建信息显示系统的需要。

参考文献

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[2] 刘先彪，赵军，孙承奇.基于ARM的无线LED显示屏控制系统设计[J].内蒙古石油化工，2013，39（12）：77-80.