基于VPN技术的LED大屏远程播控系统及应用

田六方 镇江市广播电视台

1. 引言

镇江文广集团在传统产业的基础上构思新的文化内容，使传播方式多元化。借助互联网打造新的产业体系，将集团独创的户外频道传播形式引向深入，对未来的发展和应用做进一步的研究。

随着LED显示屏应用的日益普及，各个领域包括政府机构、银行、电信、移动、商场超市、车站等的LED显示屏用户存在着整合相关资源的需求，希望能够在所有显示系统实施统一、实时的内容播放与信息发布，取得信息传播效益的最大化。

2. LED显示屏播控系统的发展历程

2.1 传统LED显示屏播控

传统的LED显示屏控制系统局限在本地，信息输入通过数据线与控制电脑直接连接。

2.2 局域范围LED显示屏播控

实现不同地域的LED大屏互联，必须另外铺设光纤等线路，成本高成为阻碍LED显示屏更大规模应用的一个瓶颈。局域范围LED显示屏播控，无法实现构建大规模的联网式信息发布系统，无法满足远程信息统一实时发布的需要。

2.3 传统互联组网LED显示屏播控

随着互联网技术的成熟，利用网络实施LED显示屏播控联网，可实现单向推送发布功能，对整合资源、促进传媒产业的发展具有一定的带动作用。但是传统互联组网LED显示屏播控无法做到节目播控的自动管理，只能采用人工干预的方式来监控和管理节目，浪费大量的人力和时间，效率低下。

2.4 LED显示屏互联网远程多道管理播控

镇江文广对LED显示屏互联网远程多道管理播控一体化解决方案提出需求，以提高工作效率，节约成本。

近年来，镇江文广户外频道的运营发展对远程播控系统逐步完善，实现了远程播控、远程管理、实时管理等多项功能，系统逐步稳定、安全。

3. 镇江文广户外频道LED大屏远程多道管理播控系统设计

3.1 系统设计原则

随着互联网的发展和VPN虚拟技术的成熟应用，LED显示屏播控采用VPN虚拟组网技术，在公用互联网网络上建立专用网络，进行加密通讯，将镇江文广所有户外大屏组成一个多道多屏显示网络。

系统设计原则如下：

（1） 硬件运行可靠性

在互联网网络上采用VPN虚拟组网技术，要求各LED显示屏能够长期、连续、稳定运行，能适应各种应用场景和环境。

①采用成熟专业的视频技术与先进网络技术完美结合；

②采用高质量计算机硬件设备，具备一键恢复功能；

③采用硬盘播出模式，保证系统不会因外部因素影响，中断显示终端节目的播出。

（2）软件实用方便性

LED户外频道大屏远程多道管理播控系统，在互联网网络上采用VPN虚拟组网技术，集视频、声音、图像、文字等信息于一体，可快捷地在远程终端上实时显示，可任意设定各信息窗口的位置、大小、内容，系统的操作、窗口的切换和缩放、信号源的切换简单明了，快速方便，提供良好的用户体验。软件的实用方便性如下:

面向对象：系统软件根据不同的操作对象设置不同的操作界面，我们大体上将操作对象分为：中心管理控制操作员界面和终端操作界面。这样有利于权限控制，将复杂的系统变得简单化。

容易施工：户外大屏显示系统电源接口采用POE接口形式。

容易维护：整套系统的控制与管理均通过软件进行，软件界面设计清晰明了，易于操作。硬件设备维护简单，大屏出现问题可很快维护修复。

界面友好：不同操作对象有不同的操作界面，可以清晰划分操作对象的工作范围，具有严格的权限控制。

安装简单：软件安装简单，配有详细的操作手册。硬件设备安装配有详细的安装手册，施工手册，检验方法、测试方法等。

（3）技术先进性

随着网络信息技术发展日新月异，高科技手段应用在信息显示系统越来越普遍。作为各种信号（计算机、视频、网络等）的集中大屏显示，显示系统需具备高分辨率显示、色彩还原正确，与各种信号有良好的兼容特性。VPN-LED互联网控制系统从多个方面保证了系统的技术先进性：

①通信技术：采用基于TCP/IP的网络管理，良好的经济性避免了重复投资，同时保证了系统的远程延伸和拓展。可组建VNP虚拟专网进行管理和信息发布。

②户外LED显示分辨率： VPN-LED大屏控制系统可支持不同分辨率格式的显示。

③控制系统成熟性：该系统成熟稳定，已经成功在现有的LED大屏上运行。可以播放实时视频、静态文字、动态图形等多种格式文件。

（4）可扩展性

系统遵循可扩展性原则，显示大屏除了可以直接接入计算机RGB、DVI、HDMI等视频信号外，通过网络控制器和视频服务器还可以接入网络信号、有线电视信号、数字电视信号。通过对各种计算机图文及网络信息、视频图像信息的动态综合显示，为客户提供了一个高清晰度、高亮度、高智能化的交互式平台。

业务扩展性：系统充分考虑控制系统业务扩展的功能，在考虑扩展性以及设备容量选型方面都做了充分的考虑，便于平滑升级与扩展。

接口扩展性：所有设备的选型都综合考虑了与其他系统兼容与扩展的功能。

软件扩展性：在设计应用系统时，充分考虑兼容多种显示媒体和文件格式及将来的可扩展功能。

（5）操作可维护性镇江文广户外频道VPN-LED互联网控制系统，便于故障诊断和更换部件，以缩短故障时间。

此外，系统采用先进的模块化结构，各部件均可方便拆卸。系统设计时考虑到系统的可维护性，采用了融入计算机网络的设计方式，任一显示大屏的故障，均不会对系统本身产生影响；系统采用硬盘播出模式，保证系统不会受到网络中断等因素使播出效果受到影响，显示终端可独立调用存储于多媒体设备中的节目表自动进行播放。

4. 镇江文广户外频道VPN-LED互联网控制技术架构

图1 镇江文广户外频道VPN-LED互联网控制技术架构

图1 是镇江文广户外频道VPN-LED互联网控制技术架构。该技术架构基于开源的VPN进行二次开发虚拟专用网络(Virtual Private Network)加密通道系统，核心是广电中心大楼三层机房的VPN服务器。使用广电VPN-LED互联网控制系统可以安全、实时、高效地对播控系统进行操作和管理。

5. VPN-LED互联网控制系统的优点

镇江文广户外频道VPN-LED互联网控制技术系统经过近八年的不断完善和发展，运行安全稳定。系统具备如下优点：

（1）后台管理高效

节目管理员在后台操作室，即可完成对异地大屏的节目插播和移除节目。

（2）系统操作简便

人性化的人机对话框，操作显示简便易懂。

（3）使用成本低廉

在采用VPN组网过程中，如果建设环境有互联网，即可使用现有的互联网环境，不需要额外支付网络费用。可有效减少后台管理人员，降低成本。

避免经通信运营商产生额外的硬件施工费用。由于我们的系统软件是在和供应商双方紧密配合下不断完善，软件的使用成本为零，有效节约了户外频道的运营成本。通常情况下，该类系统软件在市场上定价为30万元以上。

6. 未来的发展和应用

（1）系统的完善

现有系统虽然具备一定的技术优势和应用功能，后期还有许多需要完善的地方，主要有以下几点：

①远程电源的控制，通过对前端播控电脑远程控制，控制配电柜上的交流接触器实现实时控制。

②在远程能够监看播控电脑的基础上，能够实现对大屏的显示监看。

③接入第三方系统功能，能够远程有效的监测屏体的内部温度；控制大屏的亮度，实现大屏节能播放；有效解决节目片段无缝衔接播放以及实现互动等。

（2）创建户外频道广告时效平台

我们将推出全新一代VPN-LED互联网远程播控系统，凭借现有最先进的架构和最完善的功能，全方位满足业界各种最新需求，其中包括LED显示屏更大规模的远程组网需求。为正常情况下出不起大屏广告费的中小企业创建一个大屏剩余时间竞标平台，为镇江的中小企业服务，促进当地的经济发展。

此外，坚持将LED显示屏厂商视作最密切的合作伙伴，在产业链各个环节上进行通力协作，以期产生强大的协同、多赢效应，共同拓展LED显示屏前景广阔、潜力无限的市场。将LED大屏户外频道远程播控系统的应用和发展引向深入。