基于MAX4456芯片的VGA矩阵切换系统的设计
刘同玉;崔强;秦国荣
【期刊名称】《电子技术》
【年(卷),期】2002(029)005
【摘要】文章介绍了一种以专用视频开关矩阵芯片MAX4456、视频放大芯片MAX497为基础的VGA矩阵切换控制系统的软硬件设计.系统的信道带宽为275MHz,能够把计算机VGA信号进行重新分配和组合,广泛应用于监控、投影、演示等场合,具有实时状态显示、断电保护、远程控制等功能.
【总页数】5页(32-36)
【关键词】VGA切换开关矩阵 RS-485总线 ActiveX控件
【作者】刘同玉;崔强;秦国荣
【作者单位】山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100;山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100;山东大学,信息科学与工程学院,济南,250100
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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Programmable RGB Matrix System 可编程RGB矩阵切换系统 用户手册 音视频切换矩阵 RGB切换矩阵 在使用本系统前请详细阅读本说明书.并请保管好该手册
安全操作指南 为确保设备可靠使用及人员的安全在安装使用和维护时请遵守以下事项 1) 系统接地 系统必须有完善的接地.否则,不仅造成信号干扰,不稳定或机械损坏而且还可能因漏电引起人身事故。 RGB切换矩阵的最终接地点应连接至真地,其接地电阻应小于1Ω 2）禁止改变原设计 禁止对本产品的机械和电器设计更改或增添任何部件。否则，生产厂家对由此所带来的危害性结果不负责任。 3）请勿使用两芯插头，确保设备的输入电源为220V 50Hz 的交流电。 4）机器内有交流220V高压部件，请勿擅自打开机壳，以免发生触电危险。 5）不要将系统设备置于过冷或过热的地方。 6）设备电源在工作时会发热，因此要保持工作环境的良好通风，以免温度过高而损坏机器。 7）阴雨潮湿天气或长时间不使用时，应关闭设备电源总闸。 8）在下列操作之前一定要将设备的交流电源线从交流供电电源插座拔下： A 取下或重装设备的任何部件。 B 断开或重接设备的任何电器插头或其它连接。 9）非专业人士未经许可，请不要试图拆开设备机箱，不要私自维修，以免发生意外事故或加重设备的损坏程度。 10）不要将任何化学品或液体洒在设备上或其附近。
目录 Programmable RGB Matrix System (2) 一. 产品简介 (5) 1.1 关于RGB 系列矩阵切换器 (5) 1.2 RGB 矩阵切换器的分类 (5) 1.3 电脑输入输出端口说明 (5) 1.4 远端控制及通讯端口说明 (5) 1.5 RGB 矩阵切换器包装说明 (6) 二. 产品外型 (7) 2.1. RGB8 系列前后面板示意图 (7) 2.2. RGB16 系列前后面板示意图 (8) 2.3. RGB24 系列与32×16/32 系列前后面板示意图 (9) 三. 矩阵系统的安装 (11) 3.1. 设备接线图(以RGB16X16 为例) (11) 3.2. VGA/RGB 转换器的连接 (13) 3.3. RGB 矩阵与控制电脑的连接 (13) 四. 前面板功能键 (14) 五. 系统通讯协议 (15) 1 更改主机ID 指令格式 (15) 2 切换指令格式 (15) 3 查询当前状态指令格式 (16) 4 存储指令格式 (16) 5 调用存储单元指令格式 (16) 六. 产品技术参数 (17) 七．常见故障及维护 (19)
会议系统 会议系统包括：基础话筒发言管理，代表人员检验与出席登记，电子表决功能，脱离电脑与中控的自动视像跟踪功能，资料分配和显示，以及多语种的同声传译等。它广泛应用于监控、指挥、调度系统、公安、消防、军事、气象、铁路、航空等监控系统中、视讯会议、查询系统等领域，深受用户的青睐。 设备组成编辑 最基本的会议系统，由麦克风、功放、音响、桌面显示设备（例如桌面智能终端、液晶显示器），这几样设备的组合应用也可以说是一个会议系统了，它们起到了传声，显示，扩声的作用，达到能看、能听、能说话。 随着科技的发展、功能需求的提升，特别是电脑、网络的普及和应用，会议系统的畴更大了，包括了表决/选举/评议、视像、远程视像、会议、同传会译、桌面显示，这些是构成现代会议系统的基本元素，同时衍生了一系列的相关设备，比如中控、温控制、光源控制、声音控制、电源控制等等。现代科技发展的促使下，会议系统定义成是一整套的与会议相关的软硬件。 分类编辑 (1)按信息流类型划分 ①音频图形会议系统 音频图形会议系统主要利用语音进行多方交流，并辅以传真机等通信设备传送图形文件。这是一种早期的会议系统形式。 ②视频会议系统 视频会议是利用数字视频压缩技术在会议中 使用视频信息流的系统，这类系统又被称为视 听会议。在会议中，与会者不仅可以听到其他 人的说话声，还可以看到其他人的手势和面部 表情。 ③数据会议系统 数据会议系统是利用计算机系统在窄带宽的通信网络上交换数据信息的会议。会议可以采用同步或异步形式。在会议终端上运行的是用户数据应用程序。 (2)按规模大小分类
按规模大小可分为大、中、小型三类。 ①大型会议系统 主要有高档会议厅和大型多功能厅。其功能主要是举行大型会议、论坛、技术交流及培训，并兼有新闻发布及小型文艺演出功能。扩声系统性能应达到“语言扩声一级标准”。在使用和控制手段方面也能够适应各种使用功能的需要。系统具有智能控制管理和切换功能。可以支持多点视频会议，具有远程会议功能。配备数字音、视频多媒体设备、同声传译系统和红外无线旁听系统等。 ②中型会议系统 主要是中型会议室和多功能厅。其功能主要以会议为主。具备带表决功能的数字会议系统。音响效果方面达到高保真水平。声学特性指标中应达到“语言扩声一级标准”。系统可支持多点视频会议，具有远程会议功能。配备同声传译系统和红外无线旁听系统。 在视频设计方面选择大屏幕投影显示为主，设置一台多功能的液晶显示屏，显示视频信号及电脑图形，设置可自动跟踪发言人的彩色摄像机，辅助显示用液晶或等离子显视器，收看远程和本地的各种视频信号，对会场实况监控和实时地记录存档。也可以对灯光系统进行调控。投影机、液晶屏设电动升降机，电动窗帘、电动幕布、电控门等装置均可进行遥控。 ③小型会议系统 主要是小型普通会议室。其功能主要以小型会议为主。扩声系统性能达到“语言扩声一级标准”。支持多点视频会议，以及实现会议功能。配备流动式手拉手数字会议系统、同声传译系统和红外无线旁听系统。选择大屏幕投影显示为主，并设有监控彩色摄像机。辅助显示用液晶或等离子显视器。灯光、音响、视频控制等，配置根据实际需求确定。 设计原则 (1)会议系统的设计，应满足建设方的要求，应满足会议功能的要求。 (2)小型会议、董事会议、一般性学术交流会议厅(室)宜按照基本会议讨论系统设计，部分会议厅可设置会议视频跟踪摄录系统、会议视频显示系统、以及5.1声道环绕立体声系统。 (3)国际会议厅、商务会议厅(室)宜按照带同声传译功能的会议系统设计，应设置
模拟矩阵视频监控系统技 术方案
第一章系统概述 系统组成 整个系统主要由前端模拟摄像机及总控中心硬盘录像机、模拟矩阵和纯平监视器电视墙监控管理中心构成。各监控点主要由前端图像数据采集硬件部分（各类模拟摄像机等）组成，完成对本地区域的监控管理和向总控中心的数据转发功能；总控监控管理中心主要由硬盘录像机及模拟矩阵等集中管理系统设备组成，完成对前端各监控点的视频上大屏、回放、集中存储与监控等。 系统概要介绍 系统的主要目的是实现将前端80路模拟视频信号上传到总控中心。实现将各监控点的统一管理、数据转发和监控。特别是当有特殊的情况发生时做到统一的管理和应急措施的统一指挥。 三、系统设计的依据 《工业企业通信设计规范》 《工业电视系统工程设计规范》 《安全防范工程程序与要求》 《建筑电气设计规范》 《民用闭路电视系统工程技术规范》《水力发电厂二次接线设计规范》 《防盗报警控制器设计规范》 《防盗报警控制器通用技术条件》 《电气装置安装工程及验收规范》 《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 (GBJ42-81) (GBJ115-87) (GA/T75-94) (GBJ16-83) (GB50198- 94) (DL/T5132 — 2001) (GPT75- 94) (GB1266— 90) (GB 50204 ?50259- 96) (GBJ 303 —88) ?电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169- 92) 《建筑工程施工现场供用电安全规范》(GB50194- 93)
四、系统应用优势 1. 成本低廉：由于整个监控环境是同一栋楼，监控点比较集中，普通模拟摄像机接入系统，整个系统造价低廉， 2. 应用设备少。前端模拟视频信号通过视频线直接拉到监控中心接入硬盘录像机，DVR 带环通功能，直接环通输出视频信号接模拟矩阵上电视墙。取代视频分配器分配视频信号。减少设备维护，检修等程序。 3. 操作方便：管理人员无需经过特别的培训即可操作整个系统，中心图像输出上墙可依靠专用矩阵系统键盘进行各种操作，操作界面均为中文版本，设备的连接，设置只需简单的几个步骤，根据产品说明书按步骤设置即可。 4. 安全性高：先进的加密技术：用户登录时，在网络中传输的用户名和密码信息经过加密处理，他人无法通过网络截取用户信息；在监控中心，用户名和密码也同样采用加密技术进行存储，通过先进的加密技术，保证系统信息的安全性。
卫星移动通信系统 设计方案 指导老师：刘祖军 小组成员： 01114016 屈晓芳 01114024 郝静 01114025 刘小彤 01114027 赵琨 01114040 李琦
一、卫星通信的起源和发展 1945年，英国科幻大师 Arthur. C. Clarke 在英国《无线电世界》杂志第10期上发表了一篇具有历史意义的无线通信科学设想论文，题为《地球外的中继》，这篇论文详细地论证了卫星通信的可行性。按照他的这一设想，研究人员开始利用人造地球卫星实现通信的探索。1957年，前苏联发射了一颗名为Sputnik Ⅰ的小型卫星，这标志着卫星通信的开始。 近几年来，卫星移动通信系统的研制和开发取得了很大的进展。美、加、日和欧洲国家都已或计划建立卫星移动通信系统。卫星移动通信系统可以构成陆、海、空的立体化移动通信网，沟通国际上乃至全球范围的世界漫游系统。卫星移动通信系统充分展现了卫星通信的优势和特点，它不仅可以向人口密集的城市和交通沿线，也能向人口稀少的地区提供移动通信服务，尤其是对正在运动中的汽车、火车、轮船、飞机、个人提供通信服务更具有特殊的意义。 二、卫星移动通信系统的组成 卫星移动通信以VSAT和地面蜂窝移动通信为基础，结合空间卫星多波束技术、星载处理技术、计算机和微电子技术的综合运用，是更高级的智能化新型通信网，能将通信终端延伸到世界的每个角落，实现世界漫游，从而使电信网发生质的变化。 按卫星运行轨道来分，卫星移动通信系统基本上可以分为同步轨
道（GEO）、中轨道（MEO）和低轨道（LEO）系统。GEO系统技术成熟，成本低。对于GEO轨道，利用三颗卫星可构成覆盖除地球南、北极区的卫星移动通信系统。 本文中所设计的卫星移动通信系统主要覆盖东南亚地区，地面终端为手持机，为GEO 同步轨道卫星，卫星天线有140个点波束，EIRP：73dBW，G/T：15.3dB/K，支持数据速率9.6kbps, 至少能提供10,000路双向信道，频段为L波段，上行1626－1660MHz，下行1525－1559MHz。 该系统设计思路为：用户终端→信息编码→调制器→上变频器→功率放大器→卫星接收、下变频→解调、路由→上变频、发射→接收机与解调器→用户终端。 图1.系统组成图
Matrix System 矩阵切换系统 使用手册 系列矩阵切换器注：在使用本系统之前，请详细阅读本说明书，并请保管好该手册
感谢您使用本系列产品！ 注意！ 《矩阵切换系统使用手册》以VGA，A V混合矩阵作为使用说明，并可作为其它型号矩阵的使用参考。 如果在使用中遇到疑问，请首先阅读说明书。正文中有设备操作的详细描述。如果仍有疑问，请联系我们，我们将尽快给您满意的答复。 本手册只作为用户操作指南，不作为维修服务用途。如有版本变动，将根据实际情况另作书面说明，详细请联系我们查询，请谅解。
为确保设备可靠使用及人员的安全，在安装，使用和维护时，请遵守以下事项： 1．系统接地 系统必须有完善的接地，否则，不仅造成信号干扰、不稳定或机械损坏，而且还可能因漏电引起人身事故。 2．禁止改变原设计 禁止对本产品的机械和电器设计更改或增添任何部件，否则，生产厂家对由此所带来的危害性结果不负责任。 3．请勿使用两芯插头，确保设备的输入电源为220V 50Hz的交流电。 4．机器内有交流220V高压部件，请勿擅自打开机壳，以免发生触电危险。 5．不要将系统设备置于过冷或过热的地方。 6．设备电源在工作时会发热，因此要保持工作环境的良好通风，以免温度过高而损坏机器。 7．阴雨潮湿天气或长时间不使用时，应关闭设备电源总闸。 8．在下列操作之前一定要将设备的交流电源线从交流供电电源插座拔下：A．取下或重装设备的任何部件 B．断开或重接设备的任何电器插头或其它连接 9．非专业人士未经许可，请不要试图拆开设备机箱，不要私自维修，以免发生意外事故或加重设备的损坏程度。 10．不要将任何化学品或液体洒在设备上或其附近。
混合矩阵切换器说明书 第一章系统简介 MultiView Matrix 系列混合矩阵切换器，是一款高性能的专业PC信号切换设备，用于多个PC信号输入输出交叉切换，提供四种信号源的输入，信号源分别是是Video，VGA,DVI,YPbPr，每种信号单独传输，单独切换，输出可以是RGB和DVI，使信号传输衰减降至最低，图像信号能高保真输出。广泛应用在大屏幕显示工程、电视教学、指挥控制中心等场合。 Multiview Matrix系列混合矩阵切换器，主板采用自主研发出应于切换系统的巨量数据传输芯片技术，全新推出我公司独创的 180G/s处理高速宽带总线，彻底根除了处理数据总线带宽低下引起的显示速度慢且不稳定的瓶颈。 采用网络控制，可以传输数据量大。 可以支持RGB、DVI、HDTV、S-Video、NTSC/PAL格式信号输入，分辨率从640x480到1920x1200，刷新频率为60Hz；对每路输入信号采样都有特征记忆功能，在前级矩阵中可以任意切换输入信号，只要做过采样调整的信号再此输入，设备会自动配置记忆参数，无需二次采样调整。 可以支持RGB和 DVI信号同时输出，分辨率最高可达到1920x1200，刷新频率为60Hz，方便客户配置显示单元。 第二章技术参数 一计算机输入信号： 数量 4到72路DVI/RGB信号； 类型 DVI（数字）/ RGB（模拟）； 分辨率 640x350，640x400，720x400，640x480，848x480，800x600， 848x480，1024x768，1152x864，1280x720，1280X768, 1280X960,1280x1024，1360x768，1400x1050，1440x900， 1600x1200，1680x1050，1792x1344，1856x1392， 1920x1080，1920x1200 像素, 刷新频率为60Hz；
简单的说，会议室中一般输入的设备很多：摄像头了、DVD 、VCR、实物展台、台式电脑，很多的笔记本信号等等，而显示终端很少：投影机了，等离子了，大屏幕显示了， 矩阵的作用就出来了，可以把提供信号源的设备的任意一路的信号送到任意一路的显示终端上，可以做到音频和视频同步或者不同步，所心所欲，方便，节约成本。常见的类型是根据接口类型划分（VGA、AV、RGB），当然还有混合矩阵，就是设备中不不同的接口类型，还根据接口数量来划分，如 8系列的有8进2出，8进4出，8进8出等 根据档次分有电信广播级：切换的时候没有闪烁和雪花，很平稳，可以看看CCTV的节目就知道了，接下来是专业矩阵、切换的时候稍微出现点黑屏，但也没有闪烁，接下来是民用的了，大多数会议室用的就是这种，切换的瞬间有闪烁的雪花和抖动，但切换完画面很稳定。 随着数字技术的高速发展，软硬件水平的提高，不断有高性能的DSP和高速的总线得到应用，使基于数字技术的视频矩阵方案能够得以实现。海康威视近期将在板卡产品线上推出一款新的型号：DS4002MD，即矩阵解码卡，并基于这款产品，海康威视提出数字视频矩阵的解决方案。同时，我们海康威视认为，数字视频矩阵将是安防业中新兴的一个热点，也将是视频矩阵以后的一个发展趋势。 一、视频矩阵的基本概念 1．视频矩阵的基本功能和要求 作为视频矩阵，最重要的一个功能就是实现对输入视频图像的切换输出。准确概括那就是：将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。一般来讲,一个M×N矩阵：表示它可以同时支持M路图像输入和N路图像输出。这里需要强调的是必须要做到任意，即任意的一个输入和任意的一个输出。 另外，一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能：字符信号叠加；解码器接口以控制云台和摄像机；报警器接口；控制主机，以及音频控制箱、报警接口箱、控制键盘等附件。对国内用户来说，字符叠加应为全中文，以方便不懂英文的操作人员使用，矩阵系统还需要支持级联，来实现更高的容量，为了适应不同用户对矩阵系统容量的要求，矩阵系统应该支持模块化和即插即用（PnP）的，可以通过增加或减少视频输入、输出卡来实现不同容量的组合。矩阵系统的发展方向是多功能、大容量、可联网以及可进行远程切换。一般而言矩阵系统的容量达到64×16即为大容量矩阵。如果需要更大容量的矩阵系统，也可以通过多台矩阵系统级联来实现。矩阵容量越大，所需技术水平越高，设计实现难度也越大。 2．视频矩阵的分类 按实现视频切换的不同方式，视频矩阵分为模拟矩阵和数字矩阵。 模拟矩阵： 视频切换在模拟视频层完成。信号切换主要是采用单片机或更复杂的芯片控制模拟开关实现。 数字矩阵 视频切换在数字视频层完成，这个过程可以是同步的也可以是异步的。数字矩阵的核心是对数字视频的处理，需要在视频输入端增加AD转换，将模拟信号变为数字信号，在视频输出端增加DA转换，将数字信号转换为模拟信号输出。视频切换的核心部分由模拟矩阵的模拟开关，变将成了对数字视频的处理和传输。 二、数字视频矩阵简介 1．数字视频矩阵的分类
shProfessional Matrix 矩阵切换器 用户手册 RGB矩阵切换器 VGA矩阵切换器 A V 矩阵切换器 数模高清混插矩阵在使用本系统前，请详细阅读本说明书.并请保管好该手册
目录 前言 (4) 一、清单、外形及安装说明 (5) 1、包装清单 (5) 2、普通矩阵前后面板 (6) 3、数模高清混插矩阵前面板 (7) 4、机架安装说明 (10) 二、功能特点及主要技术指标 (11) 一、普通矩阵 (11) 1、功能与用途 (11) 2、主要技术指标 (11) 二、数模高清混插矩阵 (12) 3、功能与用途 (12) 2、主要技术指标 (13) 三、系统连接图 (15) 四、矩阵的操作 (16) 1、指示灯及面板按键 (16) 2、遥控器的使用 (19) 3、显示屏及显示的画面 (20) 4、菜单总表及一般操作方法 (22) 5、各菜单说明 (24) 6、矩阵的切换 (33) 7、控制软件 (35) 五、注意事项及故障处理 (52) 1、注意事项 (52)
2、常见故障检修 (52) 附录A、串口控制协议 (53) 1、通信接口 (53) 2、控制命令 (54) 附录B、编程说明 (61) 1、用 VB 编程控制矩阵 (61) 2、用 VC 编程控制矩阵 (62) 3、用C# 编程控制矩阵 (64) 4、用 Delphi 编程控制矩阵 (66)
前言 感谢您使用本公司矩阵切换器，使用时请注意以下事项： 1．本产品所使用电源必须有电源保护地线，输入、输出设备的电源保护地线要为同一保护地线。确保设备的输入电源为AC 100～240V/50Hz。 2．使用计算机控制本产品时必须保证控制计算机与本产品的连接电源保护地线是同一个地线。 3．使用本产品时严禁带电插拔输入、输出信号线及RS232 通讯接口线。 4．严禁将本产品放在过热或过冷的地方工作，应保持工作环境通风良好。严禁将化学物品洒在本产品上。 5．严禁对本产品的机械和电路设计进行更改或增减任何部件，否则厂家对此产生的任何结果不负责任。 6．严禁擅自打开机箱外壳，机器内有交流220V 高压，以免发生触电危险。需要维修时应交厂家进行维修。
软件使用手册（视频矩阵） 1、打开MagicTunning MagicTunning的界面由菜单，工具条，屏幕示意区域，侧边栏组成，如下图所示： MagicTunning的所有操作都是以选择屏幕对象为前提的，即操作者需要对那些进行操作的屏选择屏幕，操作人员只需要简单地按下鼠标左键并拖动鼠标，可以看到被选中的屏幕颜色改变。 2、界面介绍 1、全局控制：主要用于对选中屏幕的打开或关闭电源以及串口的设置 2、内置拼接器：a)用于对选中屏幕的打开或关闭电源
b)用于对选中屏幕的拼接还原操作 c)用于对选中屏幕的信号间的切换(AV、VGA、HDMI、YPbPr、四画面） d)用于开窗漫游 3、矩阵系统 点击侧边栏的矩阵系统，出现如下画面 操作方法：展开信号源、选中需要切换的屏幕，然后在侧边栏里对需要切换到该屏幕上的该路信号源右击鼠标，如图所示
4、视频文字叠加 在矩阵信号源编号上单击右键选中‘菜单显示控制’如图 视频文字叠加内容包括： 输入描述：输入描述的内容可以通过上述的方法下载，矩阵内容定义需要在矩阵描述文件里面更改； 显示内容：包括输入描述，对应的输出编号，时间； 菜单位置：可以自己定义或者快速定义在左上角，左下角，右上角，右下角；
5、预案管理 在预案管理的编号上面单击右键，弹出预案菜单： 调入该预案：执行调预案指令，该命令将调入拼接器，矩阵的预案； 保存当前状态为预案：保存当前屏幕状态，保存状态包括拼接器和矩阵状态； 更改名称：更改预案名称。 3、软件备份 MagicTunning安装完成后，默认安装在C:\Program Files\NanJing Odin Technology\MagicTunning 由于每个项目的实际环境不一样（比如所用屏的多少，矩阵的型号等），所以在更新程序前，需要将项目信息备份下来，这包括下面这些文件（所有文件都在安装目录或者子目录
一、高清混合矩阵切换器（HDMI） 原理 矩阵的接口分为信号输入\输出接口，INPUT 部分为信号输入端，OUTPUT部分为信号输出端。将信号源（如电脑、DVD机）设备的输出端接入矩阵输入端（INPUT），将矩阵输出端（OUTPUT）接至信号使用设备（如投影机、电视机）的输入接口。 主要按键 1、Cancel键（取消键）在任何页面按“Cancel”都会回到待机画面状态。 2、ENTER键（确认键）相当于电脑的回车键，表示进入、确认 3、VIDEO键（视频键）视频切换模式按钮 4、AUDIO键（音频键）音频切换模式按钮 5、AV键（音视频键）音视频同步切换模式按钮
6、ALL：所有按钮，输入端口对所有输出端口时使用 7、SWITCH切换键按Switch 键进入切换菜单，多次按此键，可以在VIDEO、AUDIO、AV模式切换。 7.1 AV SWITCH，音视频同时切换。在这个状态下，用数字键输入输入通道号和输出通道号，然后按OK（Enter）键，实现切换 7.2 VIDEO SWITCH，只切换视频，而不切换音频 7.3 AUDIO SWITCH，只切换音频，而不切换视频 7.4 AV TO ALL，把某路输入音视频同时切换到所有输出 7.5 AV N TO N，进行一对一切换，1到1,2到2,3到3，······n 到n 其它按键（选择了解） POWER：电源指示灯RUN：矩阵工作指示灯IR：红外遥控接收头窗口SAVE：模式保存按钮MODE：模式调用按钮ALL：所有按钮，输入端口对所有输出端口时使用F1：自定义键（默认一一对应）FUN键（功能键）：进入功能菜单，多次按此键可以在对应功能间切换。
视频矩阵系统的分析与应用 摘要目前，随着视频监控数字化的发展，互联网已经在逐渐改变我们的工作和生活。当今，过去使用频次较多的模拟监控系统逐渐被数字网络监控系统所代替，数字视频监控系统能够监控的点更多，且更密。因此，这就对监控前端的视频监控中心或指挥中心的视频矩阵系统提出了更高的要求。本文对视频矩阵系统的分析与应用进行了研究。 关键词视频矩阵系统；分析；应用 1 视频矩阵系统概述 所谓视频矩阵，就是一种监控设备上的电子装置，该装置主要使用的方法是阵列切换方法。通过该方法，把M路视频信号任意输出至N路。我们将这样一种视频矩阵组成的系统称之为视频矩阵系统。通常情况下，n 视频矩阵主机选择及安装 时间：2010-6-4 17:34:41 选稿：来源： 选择视频矩阵主机时首先要确定自己有多少个摄像机需要控制，是不是还会扩充，把现有的和将来有可能扩充的摄像机数目相加，选择控制器的输入路数。比如一个居住小区，目前只盖好 了10栋楼房，后期会有15栋，每栋楼房安装1只摄像机，那么最少也要有25路视频输入给控制主机，（由于控制主机大部分以输入、输出模块形式扩充，输入以8的倍数递增）所以需要选择32输入主机。 选择控制器的输出路数是看监控室内需要几台监视器。比如上面举的例子，如果监控室需要至少4台监视器，那么输出就选择4路或5路输出（输出多一些不会影响性能，但价格会增加）的控制主机。 目前控制主机常用的输入有8、16、32、48、64、80、96、128到512路，一般以8或16的倍数递增；输出从2、4、5、8、16、24到32，一般以2或4的倍数递增。 主机的控制码有多种，大部分不兼容，必须配合其系列产品或说明可以使用的设备工作。如解码器、辅助跟随器、报警接口、分控键盘、多媒体软件等。 解码器功能是把主机的控制码转换成模拟信号输出：提供云台24伏或220伏交流电压，镜头12伏直流电压，辅助24伏交流电压，2个辅助开关，有的还提供12伏直流供电。解码器是控制系统中最常用的设备，前端有一个云台或电动镜头，就需要有一个解码器。解码器分为室内 型和室外型，室外型有一个防水箱，并提供雨刷工作电压。安装时必须提供解码器的220伏电源，跳开解码器的地址码以免冲突。还有要注意云台的工作电压，因为云台工作电压有24伏和220伏两种，如果与解码器配合不对，轻则无法工作，重则烧毁云台电机，造成不必要的损失。 解码器到云台、镜头的联接线不要太长，因为控制镜头的电压为直流12伏左右，传输太远则压降太大，会导致镜头不能控制。另外由于多芯控制电缆比屏蔽双绞线要贵，所以成本也会增加。 室外解码器要做好防水处理，在进线口处用防水胶封好是一种不错的方法，而且操作简单。 从主机到解码器通常采用屏蔽双绞线，一条线上可以并联多台解码器，总长度不超过1200米（视现场情况而定）。如果解码器数量太大，需要增加一些辅助设备，如增加控制码分配器或在最后一台解码器上并联一个匹配电阻（以厂家的说明为准）。 除监控室以外还要有人操作云台、镜头等设备，需要配分控键盘，每个主机可以带分控键盘的个数不同，分控键盘的功能也有差异，有的可以控制监视器的输出，有的可以控制变速云台。分控键盘与主机一般也用屏蔽双绞线联接。 现在由于计算机多媒体技术的发展，监控系统也有向其靠拢的趋势，多数厂商在设计监控主机时留有计算机接口，通过联接电缆和接口与计算机的串行口通讯，在计算机上插一块视频捕捉卡来观看图像，插一块声卡来监听声音。多媒体控制软件一般有如下功能：设置系统控制主机的型号，设置通讯口，设置系统密码，设置操作人员的操作等级，画电子地图，设置前端摄像机的性质（是否带云台、电动镜头），对已有的地图进行增加和删除修改，对报警探测器布防和撤防，控制视频的切换，云台转动，镜头聚焦，辅助开关的闭合等等。由于多媒体软件操作界面良好，使操作者更容易理解接受，现在已广泛应用。 安装注意事项：由于监控主机输出信号是485码，与模拟信号是无法抗衡的，所以在安装时要做好设备的接地工作，保证回路内没有强电反馈给通讯口，否则会烧坏通讯芯片，使主机无法工作。 西京学院毕业设计（论文）指导教师及学生选题汇总表 系别：工程技术系年级、专业：移动通信技术2008级填表时间： 指导教师 毕业设计（论文）题目所指导的学生 序号 姓名职称姓名学号 GSM无线接口的关键技术分析1 移动通信中的切换技术的分析研究及探讨2 移动通信无线定位技术研究3 移动通信基站的安全与防护方案设计4 移动通信系统的频率分配算法设计5 单片机串行通信的设计6 IS-95移动通信系统研究与反向传输电路的仿 真 7调幅通信系统数字仿真8 FSK通信系统设计9 移动通信的电波衰落与抗衰落技术分析10 通信软交换技术研究11 第三代移动通信系统中的软件无线电技术12 AM调制电路与解调电路的设计与模拟13 无线通信系统传输的模拟分析14 USB接口与RS232串口转换的设计15 软件无线电在TD-SCDMA中的应用16 基于单片机的电子时钟设计17 CDMA2000中的软切换技术18 智能天线在TD-SCDMA中的应用19 移动号码携带方案探讨20 TD-SCDMA无线网络规划方法研究21 无线电遥控发射机与接收机系统设计22 射频电子标签识别系统23 CDMA数字蜂窝移动通信系统的调制与解调24 WCDMA —空中接口技术的研究25 毕业设计（论文）题目序号姓名职称姓名学号 病房无线呼叫系统设计26 3G移动通信网IP技术——切换技术研究27 论述移动通信的应用及发展28 3G网络的业务提供方法及实现29 移动通信向信息经营方向发展的探讨30 智能小区网络通信系统技术31 GPS与GSM系统整合应用设计32 移动增值业务分析33 移动IPv6的安全性研究34 如何提高GSM网络的呼叫接通率35 软件无线电在移动通信中应用的研究36 基于GSM网络汽车防盗报警装置设计37 USB 接口芯片应用研究38 基于以太网的远程抄表系统设计39 数字温度计的设计与制作40 IPv4向IPv6过渡技术研究41 感应防盗报警系统设计42 DDS信号发生器的设计与研究43 蓝牙技术及其安全性研究44 多功能数字计数器的设计与实现45 移动通信中抗干扰问题的研究与分析46 数字电子时钟的设计与实现47 3G网络安全策略研究48 基于WinSock的网络通信软件的设计与实现49 基于MCS-51单片机温度控制系统的设计50 多用途定时器设计51 频率计的设计52 测量放大器的设计53 基于MCS-51单片机温度控制系统的设计54 数字电压表的设计55 音频功率放大器的设计56 数控直流稳压器的设计57 智能充电器的设计58 仓库温度检测及通风控制设计59 单片机与微机通信研究60 GPRS通信技术分析61 宽带直流放大器的设计62 交通灯智能控制系统63 迈拓维矩：视频矩阵切换器的基本功能介绍 今天，迈拓维矩在这里说的视频矩阵切换器并不是广义上的视频矩阵切换器，而是能够传输复合视频信号、专业连接和控制复合视频信号的设备，这是狭义上的视频矩阵切换器，而广义上的视频矩阵切换器不仅包括了狭义上的视频矩阵切换器，并且还包括了VGA矩阵切换器、RGB矩阵切换器、HDMI矩阵切换器和DVI矩阵切换器。广义上的视频矩阵切换器分别有模拟视频和数字视频，那么迈拓维矩今天就只讲述传输和切换符合视频信息的矩阵设备。 迈拓维矩视频矩阵切换器是支持多路输入和多路输出的设备，在通常的情况下，视频矩阵切换器的输入数量是大于输出数量的。不过也有特殊情况的时候，在会议室、培训室等地方，视频矩阵切换器能够方便的实现切换输入视频信号到输出端，并能实现任意的切换，操作非常简单。视频矩阵切换器可以通过三种方式进行切换，切换方式如下： 1、手动切换 这种切换方式一般不使用，作为一种备份方式。 2、软件切换 计算机连接迈拓维矩视频矩阵切换器，使用软件实现切换。 3、遥控切换 使用遥控切换，这是最普通和最常用的切换方式。 目前的视频矩阵切换器大部分都含有音频切换功能（可以把视频和音频进行同步的切换，此种类型的矩阵切换器我们称之为音视频矩阵切换器）,迈拓维矩举例说明，如下：1、会议室的视频矩阵切换器应用 在一个会议室中，我们会涉及到很多的设备，其中有摄像头、计算机、DVD、显示器和大屏幕等，迈拓维矩视频矩阵切换器占据着重要的核心作用，此设备可将视频信号源上的任意一路切换到任意一路的显示终端上。迈拓维矩音视频矩阵切换器可将视频和音频信号一起同时进行切换，视频矩阵切换器有很多种类型，我们一般按输入和输出的接口数来称呼，有8进4出、16进8出、32进8出、64进16出等视频矩阵切换器产品，迈拓维矩视频矩阵切换器在视频信号切换的时候是没有雪花和闪烁的，切换自然、平稳和速度快，画面显示清晰等。 迈拓维矩身为规模化高端KVM切换器的生产制造商，专业提供KVM切换器，矩阵切换器，音视频转换器，延长器等一系列产品。 视频矩阵原理、应用、分类以及三维键盘 矩阵的概念引用高数中的线性代数的概念，一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择，形成下图的矩阵结构，既每一路输出都可与不同的输入信号“短接”，每路输出只能接通某一路输入，但某一路输入都可(同时)接通不同的输出，如下图。 输出1=输入1，输出2=输入2，而输出3=输出4=输入3，或者说，每一路输出可“独立”地在输入中进行选择，而不必关心其它通道的输出情况，即可以与其它输出不同，也可以相同。举例说，8选4是指有4个独立的输出，每个输出可在8个输入中任选，或者说有4个独立的8选1，只是8个输入是相同的。经常与此混淆的是分配的概念，比如8选1分4，是指在8个输入中选择出1个输出，并将其分配成4个相同的输出，虽然外观上看有4个输出，但这4个输出是相同的，而不是独立的。一般习惯中，将形成M×N的结构称为矩阵，而将M×1的结构称为切换器或选择器，其实不过N=1而已，我们在讨论时都当作矩阵对待。 视频矩阵(https://www.doczj.com/doc/9b16470542.html,)是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至n路监看设备上的电子装置，一般情况下矩阵的输入大于输出即m>n。有一些视频矩阵也带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也叫做视音频矩阵。目前的视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类。视频矩阵一般用于各类监控场合。 矩阵的作用就出来了，可以把提供信号源的设备的任意一路的信号送到任意一路的显示终端上，可以做到音频和视频同步或者不同步，所心所欲，方便，节约成本。常见的类型是根据接口类型划分（VGA、A V、RGB），当然还有混合矩阵，就是设备中不不同的接口类型，还根据接口数量来划分，如8系列的有8进2出，8进4出，8进8出等 根据档次分有电信广播级：切换的时候没有闪烁和雪花，很平稳，可以看看CCTV的节目就知道了，接下来是专业矩阵、切换的时候稍微出现点黑屏，但也没有闪烁，接下来是民用的了，大多数会议室用的就是这种，切换的瞬间有闪烁的雪花和抖动，但切换完画面很稳定。 视频矩阵，就将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。一般来讲, 电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题，参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计 1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示： 1.1.3实验仿真 (1)实验框图 （2）图表及说明 图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。 图二：After Rayleigh Fading #从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。 视频矩阵的工作原理 在一个完整的安防电视监控系统中，一般由摄像机、监视器等设备组成，如何实现视频信息资源的共享分配、切换和显示，如何实现摄像机对监视器的顺序切换显示或分组切换显示，完成这个切换功能的设备就是视频矩阵切换器。 矩阵切换系统的作用、分类和使用场合 一个完整的安防电视监控系统通常由摄像机、监视器等设备组成，如何实现视频信息资源的共享分配、切换和显示，如何实现摄像机对监视器的顺序切换显示或分组切换显示，完成这个切换功能的设备就是视频矩阵切换器。 如在会议室中，一般输入设备很多：有摄像机、DVD、VCR、实物展台、台式电脑，以及笔记本电脑等等，而显示终端则较少，包括投影机、等离子、大屏幕显示器等，若想共享和分配这些输入设备的显示信息，矩阵即可发挥重要的作用。其可将信号源设备的任意一路的信号传输至任一路显示终端上，并可以做到音频和视频的同步切换，使用方便。在安防行业，通过视频矩阵和电视墙的配合，操作人员可以在电视墙或者任何一个分控点看到任意一个摄像机的图像。 矩阵主机即是通过交叉开关切换的方法，将X路视频输入信号任意输出至Y路监看设备或其它的电子装置（设备）。一般情况下矩阵的输入通道数大于输出通道数即X＞Y，当然也有X＜Y的矩阵主机。有一些视频矩阵带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也被称为视音频同步切换矩阵。视频矩阵可以运用在很多场合，如安防行业的监控中心，教育行业的多媒体教室、会议室等，相对来说，监控行业使用的视频矩阵较多。 矩阵种类很多，根据接口类型可分为VGA矩阵、AV矩阵、光矩阵等；根据接口数量来划分，则包括8进2出、128进32出、1024进64出等；还可根据处理的信号类型划分为模拟矩阵与数字矩阵，当然还有混合矩阵。混合型视频矩阵的概念比较广，既可以是模拟和数字和混合，也可以是CVBS和RGB矩阵的混合等；根据档次分有电信广播级的同步切换矩阵和普通的视频矩阵，广播级的矩阵主机切换图像的时候利用在视频信号的场消隐信号期间进行，切换过的图像没有闪烁非常平稳。多媒体教室安防行业和会议室等使用的矩阵不是同步切换矩阵，这种矩阵在图像切换的瞬间会随机性地出现图像抖动现象，主要是由于切换图像的时候，有可能在上一个图像场扫描的中间进行，但这种抖动持续的时间非常短，一般不超过1秒，不影响观看效果，切换后的图像画面清晰稳定。本文主要介绍的是在安防行业中使用的视频矩阵。 模拟视频矩阵系统工作原理介绍 目前安防中使用的矩阵较多为模拟视频矩阵，其主要用来对模拟视频信号进行切换和分配，一般情况下由视频矩阵主机和配套的一个或者多个控制键盘组成，矩阵主机内含音视频输入模块、音视频输出模块、中心控制模块、报警模块、电源模块等；控制键盘由按键、显示、摇杆、权限控制锁等构成。 第一章移动通信实验系统简介 1、1简介 移动通信、光纤通信和卫星通信被称为是当今最为热门的三大通信技术，其中的移动通信技术是当前发展最快应用最广泛的通信领域。移动通信技术现在已经发展到以WCDMA、CDMA2000为代表的第三代技术成熟运用，第四代技术也正悄然来临的时代。天线系统，功率控制，高效调制，高效频谱利用，高性能纠错码技术等使得第三代、第四代移动通信技术的优越性能成为可能。移动通信的快速发展，使这门课程在通信、电子类的本专科专业的教学中，占有越来越重要的作用。同时，由于移动通信中的高速发展，许多新技术在移动通信中使用，使这门课程的教学也越来越困难。 为了更好的使通信、电子类的本专科专业的学生能更好的掌握这么课程的学习，因此，我们开发了这套系统用于辅助教学。本实验系统主要围绕现有移动通信的典型的信号处理过程，以及典型移动通信系统的使用和开发等专业技术来开设实验。希望通过本实验系统的使用，能使学生熟悉典型移动通信系统的信号处理、能分析典型移动通信处理技术的性能、熟悉移动通信系统的开发和应用技术。 本章将对典型移动通信系统的信号处理过程进行描述，并对本通信系统进行简单介绍。 1、2移动通信系统信号处理的过程 一、GSM系统的信号处理过程 如下图所示为GSM移动通信系统的框图，其他移动通信系统也由类似模块组成。 图1－1 GSM系统信号处理框图 模拟语音信号通过RPE-LTP编码后进行相应的编码、交织等信号处理后，经过GMSK调制后无线发 射。接收端通过解调制、解交织、解码后，通过RPE-LTP 解码后电声输出。 二、CDMA 系统的信号处理过程 由上图可以看出CDMA 的信号处理模块主要包含卷积编码器、码元重复单元、分组交织器、扰码、WALSH 码、QPSK 调制等组成。 三、移动通信系统的信号处理框图 由上述图可以看出：在移动通信系统中的基带信号均可以由下图表示，信号比特（语音、控制或数据）通过信道编码器、分组交织后、进行正交码分和PN 扩频后，再通过正交调制模块无线发送。只是在于不同的移动通信系统中采用的具体技术不同。 移动通信系统与其他通信系统的区别还在于其一由于移动通信信道的复杂性，它大量的采用了最新的现代通信技术的最新成果：如语音编码技术、扩频解扩技术、调制解调技术、码分多址技术、信道编解码技术、智能天线技术等；其二它有着与通信系统不同的组网及管理技术。因此要掌握移动通信技术，需要在通信原理的基础上，掌握这两类与其他通信技术不同的技术。为此我们的实验系统也是针对这两个方面开发了一系列相关实验；实验内容以移动通信设计的主要新技术为主，结构以上图结构为主，同时兼顾移动通信的组网技术。为增强学生对移动通信系统的掌握，整个实验系统分为验证和综合设计类实验。 1、3移动通信实验系统的介绍 一、实验箱的特点 1、 包含了大量现有移动通信系统和大多数无线通信系统中的使用的最新技术原理的相关实验。如在GSM 系统中的GMSK 调制解调技术、交织技术、线性分组码技术，及在第三代移动通信中的QPSK 4/ 调制解调技术、卷积码技术和其他无线通信系统中的技术如BCH 编解码技术、QAM 调制解调技术。包含DSP 、FPGA 等最新、最热门的通信系统的开发技术。 2、 射频部分包含了多种射频方案，如现有的CDMA 和GSM 两个频段，并且还包含了自组网的2.4G 频段， 可以实现与任意公众网的通信或者可以通过自组网实现任意两台实验箱的通信。射频部分提供二次开 图1-2 CDMA 系统信号处理框图视频矩阵主机选择及安装
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