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視頻矩陣切換與控制主機


  所謂視頻矩陣切換就是可以選擇任意一台攝影機的圖像在任一指定的監視器上輸出顯示,猶如M台攝影機和N台監視器構成的M*N矩陣一般,視應用需要和裝置中範本數量的多少,矩陣切換系統可大可小,小型系統是4*1,大型系統可以達到1024*256或更大。

  在以視頻矩陣切換與控制主機為核心的系統中,每台攝影機的圖像需要經過單獨的同軸電纜傳送到切換與控制主機;對雲台與鏡頭的控制,則一般由主機經由雙絞線或者多芯電纜先送至解碼/驅動器,由解碼器先對傳來的信號進行解碼,即確定執行何種控制動作。解碼/驅動器具有的功能如下:

1)前端攝影機電源的開關控制。

(2)對來自主機的命令進行解碼,控制雲台與鏡頭,可完成的動作有

     雲台的左右旋轉 、雲台的上下俯仰、雲台的掃描旋轉(定速或變速)、雲台預置位的快速定位 、鏡頭光圈大小的改變 、鏡頭聚焦的調整 、鏡頭變焦變倍的增減 、鏡頭預置位的定位 、攝影機防護罩雨刷的開關 、某些攝影機防護罩降溫風扇的開關(大多數採用溫度控制自動開關)、某些攝影機防護罩除霜加熱器的開關(大多數採用低溫時自動加電至指定溫度時自動關閉)

(3)通過固態繼電器提高對執行動作的驅動能力。

(4)與切換控制主機間的傳輸控制。

     視解碼器所接受代碼的形式不同,通常有三種類型的解碼器:一是直接接受由切換控制主機發送來曼徹斯特碼的解碼器;二是由控制鍵盤傳送來或將曼徹斯特碼轉換後接受的RS-232輸入型解碼器;三是經同軸電纜傳送代碼的同軸視控型解碼器。因此,與不同解碼器配合使用的雲台則存在著相互是否相容的選擇。

   視頻矩陣切換控制主機是閉路電視監控系統的核心。多為插卡式箱體,內有電源裝置,插有一塊含微處理器的CPU板、數量不等的視頻輸入板、視頻輸出板、報警介面板等,有眾多的視頻BNC接插座、控制連線插座及操作鍵盤插座等。具備的主要功能有:

·接收各種視頻裝置的圖像輸入,並根據操作鍵盤的控制將它們有序地切換到相應的監視器上供顯示或記錄,完成視頻矩陣切換功能。編制視頻信號的自動切換順序和間隔時間

·接收操作鍵盤的指令,控制雲台的上下、左右轉動,鏡頭的變倍、調焦、光圈,室外防護罩的雨刷

·鍵盤有口令輸入功能,可防止未授權者非法使用本系統,多個鍵盤之間有優先等級安排。

·對系統運行步驟可以進行編程,有數量不等的編程程式可供使用,可以按時間來觸發運行所需程式。

·有一定數量的報警輸入和繼電器接點輸出端,可接收報警信號輸入和端接控制輸出。

·有字元發生器可在螢幕上生成日期、時間、場所攝影機號等資訊。

      ·還有與電腦的介面

(5)同軸視控矩陣切換控制系統

     它是以微處理器為核心具有視頻矩陣切換和對攝影機前端控制能力的系統。同軸視控傳輸技術是當今監控系統設備的發展主流,它只需要一根視頻電纜便可同時傳輸來自攝影機的視頻信號以及對雲台、鏡頭、預置功能等所有的控制信號,這種傳輸方式節省材料和成本、施工方便、維修簡單化,在系統擴展和改造時更具靈活性。

     同軸視控實現方法有兩類,一是採用頻率分割,即把控制信號調製在與視頻信號不同的頻率範圍內,然後同視頻信號複合在一起傳送,再在現場做解調將兩者區分開;二是利用視頻信號場消隱期間來傳送控制信號,類似于電視圖文傳送。

     同軸視控切換控制主機因是通過單根電纜實現對雲台、鏡頭等攝像前端的動作控制,故必定要主機端編碼經傳輸後在前端解碼方式來完成。這就決定了在攝像前端也需要有完成動作控制解碼和驅動的解碼器裝置。與普通視頻矩陣切換系統不同的是,此類解碼器與主機之間只有一個連接同軸電纜的BNC接插頭。

(6)微機控制或微機一體化的矩陣切換與控制系統

  這是隨著電腦應用的普及而出現的電腦式切換器,有的由電腦晶片和週邊電路控制,有的直接以微機控制,除完成常規的視頻矩陣切換和對攝影機前端的控制功能外,它同時具有很強的電腦功能。例如它有較強的鍵盤密碼系統可以有效地防止無權者操作使用;它有啟動配置程式,能夠以下拉式功能表的方式進行程式控制;它有系統診斷程式以監視系統所有功能;有印表機介面可以輸出整個系統的操作情況;它有網路互聯功能,有多種輸入/輸出介面,有的系統還有視頻圖像的移動探測報警功能。微機一體化控制系統均內置有多路報警輸入與輸出,可配接多台分控鍵盤和連接較多的解碼器。大型系統可用於分級層控連網。

選擇及安裝

  目前市場上常用的主機雖然品牌不同、外型各異,但功能相差不大。

  選擇時首先要確定自己有多少個攝影機需要控制,是不是還會擴充,把現有的和將來有可能擴充的攝影機數目相加,選擇控制器的輸入路數。比如一個居住社區,目前只蓋好了10棟樓房,後期會有15棟,每棟樓房安裝1只攝影機,那麼最少也要有25路視頻輸入給控制主機,(由於控制主機大部分以輸入、輸出模組形式擴充,輸入以8的倍數遞增)所以需要選擇32輸入主機。

  選擇控制器的輸出路數是看監控室內需要幾台監視器。比如上面舉的例子,如果監控室需要至少4台監視器,那麼輸出就選擇4路或5路輸出(輸出多一些不會影響性能,但價格會增加)的控制主機。

  目前控制主機常用的輸入有8163248648096128512路,一般以816的倍數遞增;輸出從2458162432,一般以24的倍數遞增。

  主機的控制碼有多種,大部分不相容,必須配合其系列產品或說明可以使用的設備工作。如解碼器、輔助跟隨器、報警介面、分控鍵盤、多媒體軟體等。

  解碼器功能是把主機的控制碼轉換成類比信號輸出:提供雲台24伏或220伏交流電壓,鏡頭12伏直流電壓,輔助24伏交流電壓,2個輔助開關,有的還提供12伏直流供電。解碼器是控制系統中最常用的設備,前端有一個雲台或電動鏡頭,就需要有一個解碼器。解碼器分為室內型和室外型,室外型有一個防水箱,並提供雨刷工作電壓。安裝時必須提供解碼器的220伏電源,跳開解碼器的地址碼以免衝突。還有要注意雲台的工作電壓,因為雲台工作電壓有24伏和220伏兩種,如果與解碼器配合不對,輕則無法工作,重則燒毀雲台電機,造成不必要的損失。

  解碼器到雲台、鏡頭的聯接線不要太長,因為控制鏡頭的電壓為直流12伏左右,傳輸太遠則壓降太大,會導致鏡頭不能控制。另外由於多芯控制電纜比遮罩雙絞線要貴,所以成本也會增加。

  室外解碼器要做好防水處理,在進線口處用防水膠封好是一種不錯的方法,而且操作簡單。

  從主機到解碼器通常採用遮罩雙絞線,一條線上可以並聯多台解碼器,總長度不超過1500米(視現場情況而定)。如果解碼器數量太大,需要增加一些輔助設備,如增加控制碼分配器或在最後一台解碼器上並聯一個匹配電阻(以廠家的說明為准)。

  除監控室以外還要有人操作雲台、鏡頭等設備,需要配分控鍵盤,每個主機可以帶分控鍵盤的個數不同,分控鍵盤的功能也有差異,有的可以控制監視器的輸出,有的可以控制變速雲台。分控鍵盤與主機一般也用遮罩雙絞線聯接。

  現在由於電腦多媒體技術的發展,監控系統也有向其靠近的趨勢,多數廠商在設計監控主機時留有電腦介面,通過聯接電纜和介面與電腦的串列口通訊,在電腦上插一塊視頻捕捉卡來觀看圖像,插一塊音效卡來監聽聲音。多媒體控制軟體一般有如下功能:設置系統控制主機的型號,設置通訊口,設置系統密碼,設置操作人員的操作等級,畫電子地圖,設置前端攝影機的性質(是否帶雲台、電動鏡頭),對已有的地圖進行增加和刪除修改,對報警探測器佈防和撤防,控制視頻的切換,雲台轉動,鏡頭聚焦,輔助開關的閉合等等。由於多媒體軟體操作介面良好,使操作者更容易理解接受,現在已廣泛應用。

  安裝注意事項:由於監控主機輸出信號是485碼,與類比信號是無法抗衡的,所以在安裝時要做好設備的接地工作,保證回路內沒有強電回饋給通訊口,否則會燒壞通訊晶片,使主機無法工作。

 

 

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