并行融合设计在车载LED广告屏上的应用

薛继承

摘 要：随着信息传输的方式日渐丰富，人们对及时获取和发布信息的愿望也日益强烈。基于LED屏的车载广告发布系统与传统广告发布媒体相比，具有信息传播范围广、成功传输率高、发布方式灵活等特点，极大程度上满足了人们发布和获取各种信息的需要。该文介绍某车载LED广告的设计需求及设备组成，将并行融合设计理念运用在总体设计中，并围绕外观造型设计、防水密封、热设计、走线设计等方面进行具体阐述。通过阶段性的试验结果表明：该系统外形美观，设备布局合理，结构紧凑，在试验中各电子设备工作正常。满足了电子设备在车载工况下的使用要求。

关键词：外观造型 防水密封 热设计 走线设计

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0231-02

近年来，信息技术的迅速发展悄然地改变着城市的面貌和人民的生活水平。随着信息传输的方式日渐丰富，人们对及时获取和发布信息的愿望也日益强烈。基于LED屏的车载广告发布系统与传统广告发布媒体相比，具有信息传播范围广、成功传输率高、发布方式灵活等特点，极大程度上满足了人们发布和获取各种信息的需要。不仅给城市架起了经济发展的信息桥梁，更为出租车公司、广告公司以及其它经济实体带来了切实可见的经济利益。本文将从外观造型设计、防水密封、热设计、走线设计等方面介绍并行融合设计理念在某车载LED广告屏的结构设计中的应用。

1 功能和设备组成

该系统是一个放置在出租车等营运车辆顶上的三面LED点阵显示屏，主要用于向道路两边的过往行人传递信息。如广告播放、运营状态指示等。系统主要由电源模块、监控板、GPS模块、LED屏模块以及显示屏壳体组成。各模块主要参数如表1所示。

2 总体结构设计

系统主要由电源模块、监控板、GPS模块、LED屏模块以及显示屏壳体组成。总体结构采取骨架加蒙皮的结构形式，外观为倒T型，对于重量较大的LED模组的承力件采用高强度铝板进行数控加工形成支架，保证各模组的安装精度与安装后的平面度要求。将其余电源、监控板等模块安装在底板上。系统通过异型件与车辆的车载行李架相连，进行固定和传力。与结构组成示意图与车辆连接示意图如图1、图2所示。由表1可以看出LED模组数量较多，热耗近600 W，狭小空间内模块的通风散热问题也是重点考虑的问题。另外，车载广告屏与车体之间的连接、传力、自身刚强度等适装性问题。

3 关键技术

3.1 工业造型设计

车载LED广告屏作为城市中的移动广告媒体，是一道亮丽的城市风景线。其整机构型需考虑与载车平台的流线型造型相呼应以及整体的视觉平衡感。同时要考虑车辆行进中在满足空气动力学的前提下的风阻问题以及内部电子设备的隔振缓冲问题。造型采取倒T字型设计，轮廓线条成多角度，整体类似于流线形态，可减小出租车行驶过程中的风阻；后端电子屏均呈10度倾斜，符合人机学中成年人最佳视觉角度要求，并且避免了视觉误差；底部镂空，三角固定，形态更加稳定与轻盈，同时可满足不同载车的快速安装。整机造型三视图如图3所示。

3.2 热设计

LED屏模组中每个LED发热量为30 W，模型中共有22个LED，总发热量为660 W。简化后的模型如图4所示，底面进风口与风扇位置如图5所示。

风扇型号选取为4114NH3，最大风量为310 m3/h，此风扇尺寸与特性如图6所示。

计算条件与结果分析如下。

环境温度为40 ℃的条件下，LED屏模组温度分布如图7所示，LED最高温度为 75.4 ℃，满足指标要求。此时广告屏中流场分布如图5所示，可见进风口空气速度大约为12 m/s，风扇出口速度约为7 m/s。

3.3 防水密封及走线设计

系统的外围壳体是重要的防护组成部分。可以保证系统在户外正常工作时内部电子设备的各项电性能指标。同时还要求机械连接可靠、装备拆卸方便。壳体主要采用多块制作，整体拼装的结构形式。各壳体采用ABS材料数控加工成型，各壳体连接处采用典型阶梯型密封结构，接缝处与安装面之间通过等间距的橡胶密封垫连接，并在橡胶密封垫正、反面涂密封胶。由于底部开设有通气孔，可以使得气流处于紊流状态，从而提高干燥空气的效果。另外在底板尾部最低处留有排水孔，防止车辆进行过程中的积水及时排出。

系统内部线缆主要是内部LED模组之间的互联，由于内部空间狭小，除一般的布线要求外，主要注重以下几点。

（1）线束要有依托，要相对固定，避免车辆行驶中急停、加速、振动、颠簸时线束受力、插头受力，影响模块的电气性能。

（2）LED模组的控制线、信号线、电源线尽可能分开、减少线束之间的相互干扰，满足电磁兼容设计方面的要求。

（3）按照同向求存的原则，布线途径尽可能短，减少导线损耗。走线时应避开金属锐边，棱角以防止导线绝缘层破坏。

4 结语

该系统研制一年多来已开展多次外场静态与动态试验。通过阶段性的试验结果表明：该系统外形美观，设备布局合理，结构紧凑，在试验中各电子设备工作正常。通过采用并行融合设计理念围绕外观造型设计、防水密封、热设计、走线设计等设计手段满足了车载工况条件下的LED模组及电源等设备的工作要求。

参考文献

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