基于单片机的视频监控矩阵切换器设计
视频矩阵切换器作业原理及各模块效果
视频矩阵切换器作业原理及各模块效果视频矩阵切换器作业原理及各模块效果
视频矩阵切换器的作业原理
视频视频矩阵切换器的作业原理是：视频矩阵切换器收到操控键盘的切换指令后将对应的输入切换到对应的输出。
切换有些的基地为一个X;x;Y的穿插点电子开关，经过操控穿插点开关的断开和闭合能够结束X方向的恣意输入和Y方向的输出联通，假定将摄像机接入X方向的输入，监督器联接在Y方向的输出，不难期望，经过电子开关的闭合、断开，能够在恣意一个监督器上看到恣意一个摄像机的图画。
视频矩阵切换器各模块效果
1、视频输入模块
其对输入的仿照视频信号进行阻隔、缓冲和拓展处理，首要意图是将视频信号改换为契合切换央求的信号。
多见的视频信号缓冲阻隔电路选用分立三极管构成的同相拓展电路办法，也有选用集成电路芯片对视频信号进行缓冲拓展处理。
2、视频输出模块
对切换后的音视频信号进行再次处理，满意闪现或许记载设备的信号输入央求。
多见的视频输出模块要对输入的视频信号进
行崎岖拓展、字符叠加等处理，字符叠加芯片有日本NEC公司的UPD6450（只能叠加英文字母）、UPD6453，富士通公司的MB90092等。
3、基地操控模块
此模块是矩阵切换体系的操控基地，通常由CPU（MCU微处理器）、存储器、通讯芯片、汉字库芯片等构成。
4、报警模块
报警模块用来查看报警输入，通常也会由别的的CPU来做报警查看处理。
视频矩阵切换器的运用图。
视频监控系统-矩阵切换器
什么是矩阵切换器矩阵切换器就是将一路或多路视音频信号分别传输给一个或者多个显示设备,如两台电脑主机要共用一个显示器,矩阵切换器可以将两台电脑主机上的内容任意切换到同一个或多个显示器上.Switchers enable multiple video and audio signals to be selected and sent to one or more display devices. For example, to view two computers with separate presentations, a switcher would be used to physically connect both of the inputs to the display device. The switcher would then be used to select or "switch" between the two computer presentations, allowing the user to alternate back and forth矩阵切换器，也有类型之分，按信号源可以分为：VGA、AV、DVI、RGB、HDMI 矩阵切换器。
这里矩阵的概念可以参考数学中矩阵的概念。
因此，矩阵切换器是一类切换多路信号的输出的设备。
目前主要应用是大屏幕拼接，视频会议工程，A V工程、监控等等需要用到多路音视频信号交替使用的工程中。
一．矩阵切换的概念及功能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。
基于视频切换芯片AD8112的视频矩阵切换装置
ｖｃ ｓｄ ｓｇ ｅ ． Ｕｓｎ ｍ ｂ ｄ ｅ ｐ ｒｔｎ ｙ ｔｍ Ｃ ＯＳ—Ｉ，ｔ ｅｄ ｖｃ ｅ ｌ ｅ ４ ｉｐ ｔ８ ｏ ｔ ｕ ｉｅ ｔｉ ｔ ｔ ｅｎ ｔｉｔｒ ｉｅｉ ｅｉｎ ｄ ｉｇｅ ｅ ｄ ｄｏ ｅａ ｉｇ ｓ ｓｅ ｔ ／ ￣ Ｉ ｈ ｅ ｉ ｒａｉ ｓ６ ｎ ｕ ｕｐ ｔｖｄ ｏｍａｒｘ ｗｉｈ Ｅ ｈ ｒ ｅ ｎ ｅ— ｅ ｚ
Ｖｉｅ ａ ｒｘ Ｓｗ ｉ ｈｎ ｖ ｃ ｓ ｎ ＡＤ８１ ｄ ｏ Ｍ ｔｉ ｔ ｉｇ Ｄｅ ｉｅ Ｂａ ｅｄ ｏ ｃ １ ２
Ｇｏ ｇ Ｚｈ ｏ ａ ｇ ， ａ ｇ Ｗ ｅ ， ｎ Ｌｉ ｍ ｅ ， ａ ｅ ｎ ａ ｇ ｎ Ｈｕ ｎ ｉ Ｒｅ ｎｇ ｉ Ｄｕ ｎ Ｆ ｉ
切 换装 置 ； ￣ ／ — Ｉ 入 式 操 作 系 统 的 支 持 下 ， 在 ｃ ｏｓ Ｉ 嵌 实现 了 具 有 以 太 网接 口 的 ６ ４路 视 频 输 入 、 ８路 视 频 输 出 的 视 频
矩 阵。
关 键 词 ：Ｌ Ｃ ３ ８ Ｐ ２ ７ ；ＡＤ １ ２；视 频 矩 阵 ；以 太 网 ８１ 中 图 分 类 号 ： ９ １ ＴＰ ６ ＴＰ ４ ／ ３ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
ｆｃ ． ａ ｅ
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＬＰＣ２３ ７８；Ａ Ｄ８ ２；ｖｄｅ ａ ｒｘ；Ｅｔ ｒ ｔ １１ ｉ ｏｍ ｔｉ ｈｅ ｎｅ
信 的方 式 ， 远 端 对 各 摄 像 机 的 云 台 实 施 操作 。 在
引 言
视 频 监 控 系 统 发 展 了短 短 二 十几 年 的 时 间 ， 最 早 的 从
（ ． Ｓ ａ ｇ ａ ｉ ｈ ｅ ｔｏ ｉ Ｓ ｓｅ ｄ １ ｈｎ ｈｉ Ｂｒｇ ｔＥｌｃ ｒ ｎ ｃ ｙ ｔ ｍｓ Ｌｔ ．，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ３ Ｃｈ ｎ ｈ ｎ ｈ ｉ ０ １ ５， ｉ ａ；２ Ｓ ａ ｇ ａ ａ ｉ ｍｅ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ） ． ｈｎ ｈｉ Ｍ ｒｔ ｉｅ ｓｔ ｉ ｙ
智能型视频切换器的设计_韩春梅
智能型视频切换器的设计同济大学电子与信息工程学院(200331)韩春梅上海大学通信学院(200072)王青海摘要文章回顾了视频切换设备在发展过程中三个不同的阶段,用MAX456作为视频切换器件,AT89C51单片机作为控制单元,实现一种智能型的视频切换器的设计。
给出了软硬件设计。
关键词视频切换器集成电路单片机视频切换器是监控系统中的常用设备,它可以在多路输入视频信号中选择出一路或多路送往视频处理装置,如视频捕获卡、视频压缩卡以及录像机和监视器等多种设备。
在监控点比较多的情况下可以显著节省监控中心的设备以及传输设备。
普通的视频切换装置分为有源切换器和无源切换器。
无源切换器是机械开关组成的切换装置。
机械式开关存在触点噪声大的缺点,而且容易出现触点接触不良的现象,现在已很少使用。
有源视频切换器分为两种,一种采用模拟开关集成电路构成,它从根本上克服了视频切换器的缺点。
多数采用通用模拟集成电路的视频切换器中,采用CD4052、CD4051系列的芯片最为广泛。
这种切换器具有价格低廉的优点,能够满足中低档的应用场合[2,3]。
另一种采用专用视频切换集成电路。
在切换器中不仅可将输入切换到指定的输出,而且还可将一路输入信号同时输出到多路输出,或者按照一定的时序输出到不同的输出通道,同时具备了视频的切换和分路。
在专用的视频切换集成电路中一般都设计了输出缓冲放大电路,可以有效地减小分布电容,不仅节省电路板的面积而且使得整个系统的运行更加稳定。
1器件选择与设计指标本文采用M ax im公司生产的专用视频切换器集成电路M AX456,构成无阻塞的8@8视频切换器。
通过输出端口的选择和输入端口的控制实现8个输入端的信号可以输出到8个输出端口的任何一个。
同时在片上集成了具有单位固定增益的输出缓冲放大器,输出缓冲器的性能指标为带宽35MH z、转换速率250V/L s。
输入信号为5MH z时,通道隔离度指标为-80dB,单通道的串扰为-70dB[4]。
监控中矩阵和切换器及分配器概念区分
矩阵和切换器及分配器概念区分
1. 分配器
【产品功能】：分配器可以将某一路视频信号分配到多台显示终端，一般说法是1进几出。
【常见接口】：VGA分配器、AV分配器、纯视频（BNC接口）分配器、HDMI分配器、DVI分配器。
【使用环境】：一般用于教室、培训机构、企业的会议室等项目上，用于视频信号分配。
2. 切换器
【产品功能】：将多路视频信号切换到一台显示终端，一般说法是几进1出。
这里要注意区分切换器与画面分割器，切换器可以切换视频信号源，每次切换只能输出信号源中的一个视频信号，而画面分割器可以同时显示所有信号源的视频图像，只是每个图像都比较小，一般有4、8、9、16路的画面分割器，也就是将终端显示设备的屏幕划分为4或8或9或16个小画面，分别显示输入的信号源。
【常见接口】：VGA切换器、AV切换器、纯视频（BNC接口）切换器、HDMI切换器、DVI切换器。
【使用环境】：一般用于多媒体会议室，公司办公区等项目上，用于视频信号切换。
3. 矩阵
【产品功能】：将视频型号从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。
一般说法是几进几出。
【常见接口】：VGA矩阵、AV矩阵、纯视频（BNC接口）矩阵、HDMI 矩阵、DVI矩阵、RGB矩阵。
【使用环境】：一般用于会议室，监控或大屏拼接等项目上，用于视频信号切换。
INV-V32系列视频矩阵切换器
INV-V32系列视频矩阵切换器使用说明书S e c u r i t y s y s t e m版本：NO.6INV-V32系列视频矩阵切换器使用说明书一、概述：INV-V32系列视频矩阵切换器是中等规模的矩阵切换器，该机是由微处理器控制，主芯片为专用视频矩阵芯片。
最大32路视频输入，8路视频输出。
与INV-K5005、INV-K5009或多媒体电脑相联，组成一个完整的图像监控控制系统；配上INV-A32系列音频矩阵，可实现音频同步切换；配上INV-M84系列报警联动控制器，可实现报警联动切换。
二、主要功能:1．可任意切换：通过操作键盘的控制可实现任意一个输入可切换到任意一个输出上。
2．时序切换功能：通过操作键盘的控制定时切换图像到输出通道上。
3．切换时间间隔：1～60秒可调。
4．报警联动功能：配合报警联动控制器，一旦接收到报警信号，通过后面板的报警联动输出端子，输出一个开关量信号，用以启动录像机进入录像状态；同时有二个辅助开关量输出，用于联动其他设备。
5．屏幕菜单功能，使用户对该机的操作更为直观和简便。
注：上述功能的具体操作方法见INV-K5005、INV-K5009或多媒体电脑使用说明书。
三、技术参数：1．视频输入信号幅度：1Vpp(75Ω)2．视频输出信号幅度：1Vpp(75Ω)3．通讯接口方式：RS-4854．通讯速率：9600bit/s5．通讯线联接：总线制，用一根带屏蔽双绞线与通讯总线相连6．图像带宽：10MB7．通道隔离度：42dB8．供电电源：AC220V±10%50Hz9．整机功耗：30W10．工作环境温度：-10℃～+50℃。
四、接线方法：1．连接方法：►将32只摄像机的视频输出用75Ω同轴电缆分别接入1...32号视频输入端。
►用75Ω同轴电缆连接视频输出到对应的监示器上。
►用电线连接本机的通讯接口至通讯总线上。
通讯线应是两根为红、绿色的线，连接通讯线时应注意通讯总线的正负极性（即红线与红线相连，绿线与绿线相连）。
视频矩阵切换使用方法
视频矩阵切换使用方法
视频矩阵切换器是一种用于多路视频信号切换的设备，广泛应用于会议室、监控中心、演播室等场合。
本文将介绍视频矩阵切换器的使用方法，帮助用户更好地使用这一设备。
首先，接通电源并连接设备。
在使用视频矩阵切换器之前，首先需要将其接通电源，并根据实际需求连接各路视频信号源和显示设备。
通常，视频矩阵切换器会配备多个视频输入接口和多个视频输出接口，用户可以根据需要选择连接相应的设备。
其次，进行信号源设置。
在连接好各路视频信号源后，需要进行信号源设置，以确保视频矩阵切换器能够正确识别各路信号源。
用户可以通过设备上的操作界面或遥控器进行信号源设置，根据设备的具体操作指南进行设置。
接着，进行切换操作。
当信号源设置完成后，即可进行视频切换操作。
用户可以通过设备上的按钮或遥控器进行切换操作，选择需要显示的视频信号源。
在切换过程中，用户可以根据需要进行单路切换或多路切换，以满足不同场合的需求。
此外，还可以进行画面调整。
视频矩阵切换器通常还具备画面调整功能，用户可以根据需要对画面进行放大、缩小、移动等操作，以获得更好的观看效果。
最后，注意设备的保养和维护。
在日常使用过程中，用户需要定期对视频矩阵切换器进行清洁和维护，确保设备的正常运行。
同时，在设备出现故障时，应及时联系厂家或专业维修人员进行维修，切勿私自拆卸或修理，以免造成更大的损失。
总之，视频矩阵切换器是一种非常实用的视频设备，能够帮助用户实现多路视频信号的切换和显示。
通过本文介绍的使用方法，相信用户能够更好地掌握视频矩阵切换器的操作技巧，为工作和生活带来更多的便利和乐趣。
基于AD8113的视频矩阵切换系统的设计
基于AD8113的视频矩阵切换系统的设计摘要：利用AD8113宽带视频切换视频切换集成电路作为切换器件，利用PIC18F458单片机作为核心控制单元，设计了一种视频矩阵切换系统，并介绍了具体的硬件电路设计和软件设计。
该系统已成功应用于煤矿监测监控系统监控系统中，具有高速度、高性能、高可靠性、实用性好等优点。
关键词：视频矩阵切换 AD8113 PIC18F458 视频信号光纤工业电视监控系统自20世纪80年代末以来已在国内外煤矿中得到了广泛应用。
中国矿业大学信电学院推出的KJ28光纤工业电视系统是根据矿井特殊环境条件开发研制的，适用于各类大中小型煤矿。
该系统的重要组成部分——视频矩阵切换系统经历了几代发展，随着计算机技术和视频技术的发展，要求视频矩阵切换器不仅要切换电视视频信号，还要切换计算机视频信号。
原有的以MAX456为核心的GDK-III、GDK-Ⅳ系统有些力不从心，因此需要有相应的宽带视频切换集成电路辅助完成这一任务。
本文介绍采用宽带视频切换集成电路AD8113和微控制器微控制器PIC18F458实现16×16视频矩阵切换系统。
1 视频切换系统硬件电路设计视频矩阵切换系统框图。
该系统主要由单片机控制电路、矩阵切换电路切换电路、通讯接口和其它外围电路组成。
1.1 器件的选择 1.1.1 视频矩阵切换芯片的选择目前，视频矩阵切换集成电路主要有MAX456、MAX4456和本设计采用的AD8113等。
AD8113是Analog Device(AD)公司生产的宽带视频切换集成电路。
该芯片的容量是16×16，相比较而言，MAX456、MAX4456容量较小，一片AD8113能实现16×16视频矩阵切换，同样的容量却需要四片MAX456(或MAX4456)；AD8113将输出缓冲器集成在芯片内，减少了寄生电容，使它的抗干扰能力较强，可以适应许多视频应用；AD8113便于形成更大规模的视频矩阵切换电路，如电视台的256×256的视频矩阵切换电路；另外，它的信号通道带宽是260MHz(－3dB)，远远高于MAX456和MAX4456，同时高于计算机视频信号的信号通道带宽，因此AD8113也可切换计算机视频信号。
一种可管理的视频矩阵切换设备[实用新型专利]
![一种可管理的视频矩阵切换设备[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ccd36dceccbff121dc368365.png)
专利名称：一种可管理的视频矩阵切换设备专利类型：实用新型专利
发明人：韩绍泽
申请号：CN201120419059.6
申请日：20111028
公开号：CN202276408U
公开日：
20120613
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型可管理的视频矩阵切换设备包括W77E58单片机模块、AD8115视频矩阵切换模块、AD8054视频驱动模块、FPGA视频检测模块等功能模块。
其优点是：通过应用可管理的视频矩阵切换设备的方案，不仅可以通过显控台中的触摸屏对所监控的8路视频输入和16路视频输出按需求进行矩阵切换并传送到需求部门，让相关重要部门能够及时有效的监控到重要设备的运行状况或重要场所活动的有关情况，更重要是可以实现通过设备管理软件对设备进行状态监控和切换管理，可选择是否接受网络远程控制通道切换等功能。
同时可通过直通输出对8路输入视频进行物理检测。
这在舰船有限的空间和测试设备的情况下，无需对显控台进行拆卸就可以进行故障判断有很大作用。
申请人：韩绍泽
地址：430074 湖北省武汉市珞瑜路718号中国船舶重工集团第七0九研究所
国籍：CN
代理机构：武汉金堂专利事务所
代理人：胡清堂
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毕业设计(论文)-基于AT89S52单片机的智能音视频切换器的设计模板
摘要本文介绍的是四选一智能音视频切换器，可以实现4路音频，4路视频输入，并从4路输入信号中选择1路有效的信号送到输出端（包括1路音频、1路视频信号输出）。
本切换器采用单片机AT89S52作为系统微控制器。
在手动状态下，可由开关控制，手动切换任意输入的音视频信号至输出端；在自动状态下，通过单片机对各路输入信号的检测，智能的选出一路正常的音视频信号作为输出信号。
该切换器具备可设置时间表，通过单片机使其能工作时间自动工作。
在无正常信号时，可自动报警。
选择可用信号的当前切换通道可在LCD显示屏上动态显示。
且该切换器具备以太网接口（独立IP地址），并可通过以太网连接上位计算机。
通过上位机进行系统参数配置，并监测和控制系统的工作状态。
无上位机时，系统可独立工作。
该切换器设计的特点是具备手动和自动切换，能够智能选择控制输出，硬件结构简单，方便易用。
关键词：音视频切换单片机AT89S52 LCD显示智能选控Smart Audio Video SwitcherAbstractThis article describes the four selected audio and video of a smart switch allows 4-channel audio, 4 video inputs, and input signal from 4 to select a way of effective signal to the output (including 1 channel audio, 1 channel video signal output). The switch used as a system microcontroller AT89S52 microcontroller. In manual mode, controlled by the switch to manually switch any input to output audio and video signals; in the automatic mode, through the microcontroller on the alto signal detection, intelligent elected the way of normal audio and video signals as output signals. The switch has to set a timetable to let them work through the MCU time to work automatically. In the absence of normal signal, the alarm automatically. Select available signal current switch channel dynamic display in LCD display. And the switch with Ethernet interface (separate IP address), and can host computer via an Ethernet connection. Of system parameters through the PC configuration, and monitoring and control system working state. Without PC, the system can work independently. The design of switch is characterized with manual and automatic switching, intelligent choice to control the output, hardware structure is simple, easy to use.Key Words:Audio and video switching MCU AT89S52 LCD display Intelligent Choice and Control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章引言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 本文的选题和研究内容 (1)第二章智能音视频切换器硬件设计方案及步骤 (2)2.1 系统硬件整体设计思路 (2)2.2 硬件整体构成 (2)2.4 本章小结 (4)第三章智能音视频切换器的硬件电路设计 (5)3.1 中央处理模块 (6)3.1.1 AT89S52功能特性介绍 (6)3.1.2 AT89S52引脚结构功能介绍 (6)3.1.3 AT89S52空闲模式和掉电模式 (9)3.1.4 中央处理模块原理分析 (9)3.2 时钟模块设计 (12)3.2.1 芯片DS3231介绍 (12)3.2.1 原理分析 (15)3.3 报警模块设计 (16)3.4 显示模块设计 (16)3.4.1 1602LCD介绍 (17)3.4.1 LCD原理图分析 (18)3.5 音频切换模块设计 (18)3.5.1 芯片M309介绍 (21)3.5.1 芯片DS1808介绍 (22)3.6 视频切换模块设计 (23)3.6.1 芯片MAX7450介绍 (24)3.6.1 芯片MAX4314介绍 (25)3.7 网络接口模块设计 (26)3.7.1 芯片EN28J60介绍 (27)3.8 本章小结 (28)第四章总结与展望 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章引言1.1 研究背景及意义电视台播出电视信号时，常因为设备故障、自然气候影响或人为失误等原因造成加到发射机的图像信号衰落或中断，这对安全优质播出和发射设备的不良影响是不言而喻的。
基于PIC单片机的视频矩阵开关的设计
基于PIC单片机的视频矩阵开关的设计
池明旻;苏利迅;高锵
【期刊名称】《遥测遥控》
【年(卷),期】2003(024)001
【摘要】设计了一种以PIC单片机为核心的视频矩阵切换开关,给出整个系统的结构图,阐明系统各个部分的工作原理.该系统采用PIC16C57单片机和MT8816开关阵列芯片设计,可应用于商业中心、银行、宾馆、运输等行业的监控系统中,完成16路视频信号在8路监视器上的任意切换.
【总页数】4页(P30-33)
【作者】池明旻;苏利迅;高锵
【作者单位】厦门大学电子工程系,厦门,361005;厦门大学电子工程系,厦
门,361005;厦门大学电子工程系,厦门,361005
【正文语种】中文
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1.基于PIC单片机的开关柜温度监控仪的设计 [J], 叶长榄
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5.基于PIC单片机一般型开关柜温湿度监测系统设计 [J], 唐勇
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简易智能视频监控切换器电路设计
简易智能视频监控切换器电路设计随着现在很多监控用镜头的价格下降，在您的商店、办公室或家里安装一套监视系统变得比较实际。
然而你也许还得考虑给每个监控镜头配个监示器，或买一个能在单个显示屏内同时显示多个监视画面的专用监示器。
以上这些方式，其投入都会比较大。
这里介绍一个可以自制的视频切换器。
电路原理：电路的核心是一块视频切换电路MAX454。
它具有质量良好的输出图像和很低的相位失真特点。
电路内部包含4 路视频输入（IN0~IN3）和一个低输入阻抗的线路放大、驱动器，两个地址输入（A0、A1），一个视频输出和两个电源端子。
监控镜头通过J1-J4 与切换器视频输入端相联。
75Ω电阻构成输入的终端电阻。
内部放大器的增益由接在IC1 的13 脚的反馈网络设置。
反馈网络由R5-R8 和C3 构成。
其增益设置为2 是为了补偿在终端电阻R9（75Ω）上的消耗。
最后在输出端J5 的增益为1。
由于电路用于处理高频的视频信号，我们在制作时应注意必需要采用印刷电路板，请特别注意在信号端子周围需用接地铜箔保护，以免引入噪声和串扰。
在安装元器件时，建议先焊装电阻和二极管，然后用前面的零件剪下来的引线用做两根跳线。
之后是S1 和IC2、IC3 的插座，但是IC1 不要使用插座。
在这之后是Q1~Q4 及电容和LED1。
最后将IC1 直接焊接在电路板上，并尽可能缩短接脚引线以有利于信号传输。
它采用视频切换专用集成电路，可以将两、三或四个镜头的监控画面依次显示在一个监视器上。
切换镜头的数量由电路板上的DIP 开关设定。
在自动模式下，镜头的切换速度可由面板上的旋扭从1 到20 秒之间调整。
手动模式时，可将一路监控镜头画面固定在监视器上，并可通过手动触发开关来逐个控制切换监控镜头。
电源部分由T1、IC4、IC5 和D5、D6 及C6~C9 构成±5 伏电源。
基于单片机的应用于视频监控的矩阵切换器设计
基于单片机的应用于视频监控的矩阵切换器设计1引言在重大事件、零售场、交通控制等方面，都需要进行视频监控。
视频监控系统中存在多点分布与集中监控的矛盾，不适合采用一对一的监视。
一对一的监视即一部摄像机对应一台监视器，这样监控室体积庞大，投资高。
一般采用一对多的监控，即一台监视器对应多台摄像机，用足够少的监视设备实现多点监控，这样视频切换控制设备在监控系统中具有极其重要的地位。
在视频切换控制中，矩阵切换应用十分广泛。
2视频矩阵切换原理视频矩阵切换控制将多路输入信号任意选择一路或多路分别输出给一路或多路显示设备，用于规模较大的监控系统中。
它可以选择性地观察图像，指定在某台监视器上输出显示。
在多路视频输入的情况下有多路的输出选择，形成矩阵结构，即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，如图1。
图中“·”表示某一路输出与某一路输入相连，如输出4与输入3相连，也就是说4路输出此时输出的3路输入信号。
只要进行合适的切换选择，就可以实现将多路信号从输入通道切换输送到输出通道中的任一通道上，并且输出通道间彼此独立，也就便于进行视频信号切换和分配。
3基于单片机的32×8视频矩阵切换器硬件设计视频监控行业中，信号只经过摄像，传输(一般是基带传输)，控制与显示，且显示时对图像的质量要求相对较低，只要能看清，并不作转播等工作，因此监控行业对视频切换矩阵的要求是指标低、功能多(能带云台控制等)、便于远程控制。
视频监控系统的矩阵切换系统应包括以下基本功能：视频信号切换、控制云台和摄像机镜头的动作、可实现远程控制。
3.1视频矩阵切换器基本接口电路32×8视频矩阵切换器基本接口原理电路如图2所示。
整个视频矩阵切换器主要由89C2051单片机和两片MT8816组成。
MT8816是MITEL公司生产的8×16模拟开关矩阵，采用CMOS工艺制作。
视频矩阵切换控制主机介绍
视频矩阵切换控制主机介绍所谓视频矩阵切换就是可以选择任意一台摄像相机的图像在任一指定的监视器上输出显示，犹如M台摄像机和N台监视器构成的M*N 矩阵一般，视应用需要和装置中模板数量的多少，矩阵切换系统可大可小，小型系统是4*1，大型系统可以达到1024*256或更大。
在以视频矩阵切换与控制主机为核心的系统中，每台摄像机的图像需要经过单独的同轴电缆传送到切换与控制主机；对云台与镜头的控制，则一般由主机经由双绞线或者多芯电缆先送至解码/驱动器，由解码器先对传来的信号进行译码，即确定执行何种控制动作。
解码/驱动器具有的功能如下：（1）前端摄像机电源的开关控制。
（2）对来自主机的命令进行译码，控制云台与镜头，可完成的动作有：云台的左右旋转、云台的上下俯卧、云台的扫描旋转（定速或变速）、云台预置位的快速定位、镜头光圈大小的改变、镜头聚焦的调整、镜头变焦变倍的增减、镜头预置位的定位、摄像机防护罩雨刷的开关、某些摄像机防护罩降温风扇的开关（大多数采用温度控制自动开关）、某些摄像机防护罩除霜加热器的开关（大多数采用低温时自动加电至指定温度时自动关闭）。
（3）通过固态继电器提高对执行动作的驱动能力。
（4）与切换控制主机间的传输控制。
视解码器所接收代码的形式不同，通常有三种类型的解码器：一是直接接收由切换控制发送来曼彻斯的解码器；二是由控制键盘传送来或曼彻斯转换后接收的RS-232输入型解码器；三是经过同轴电缆传送代码的同轴控制性解码器。
因此，与不同解码器配合使用的云台则存在着相互是否兼容的选择。
视频矩阵切换主机是闭路电视监控系统的核心。
多为插卡式箱体，内有电源装置，插有一块含微处理器的CPU版、数量不等的视频输入板、视频输出板、报警接口板等，有众多的视频BNC接插座、控制连线插座及操作键盘插座等。
具备的主要功能有：接收各种视频装置的图像输入，并根据操作键盘的控制将它们有序地切换到相应的监视器上供显示或记录，完成视频矩阵切换功能。
单片机控制摄像头
基于单片机的摄像头控制电路视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。
视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。
针对监控系统中采用的摄像机镜头所出现的一些问题，本文提出一种三可变摄像镜头的控制方式和控制电路设计。
1．摄像镜头控制原理摄像机镜头的主要参数包括：配套摄像机CCD(Charge Coupled Device电荷耦合器，即摄像机的光感元件)的大小、焦距、光圈、聚焦方式和接口，其中焦距、光圈和聚焦是在拍摄过程中需要精心调节的参数，尤其是光圈大小的调节更是摄像机适应光线变化的根本方法。
按照摄像机镜头光圈的调节方式，镜头主要分为自动光圈和手动光圈两类。
自动光圈镜头根据驱动方式的不同分为视频驱动和直流驱动两种，但是都可以根据摄像机成像的亮度，通过镜头内部电路自动调节光圈的大小，从而达到较好的拍摄效果。
这类镜头不需要过多的外部控制电路，尤其是视频驱动自动光圈镜头，仅需要将摄像机产生的视频图像模拟信号接入镜头光圈控制端即可。
这类镜头虽然可以根据外部光线的情况自动调节光圈大小以达到较好的成像效果，但是由于其调节过程对于外部控制器是不开放的，因此在一些需要系统控制器进行特殊控制的场合并不完全适用。
另外。
目前的高清晰工业摄像机往往没有视频图像的模拟输出，因此使用自动光圈镜头也存在一些困难。
手动光圈镜头分为定焦镜头、手动光圈变焦镜头和三可变镜头。
其中，定焦镜头和手动光圈镜头都需要通过手工调节镜头的光圈、聚焦等参数实现镜头的调节，因此对于自动工作的系统适应性较差。
三可变镜头可以通过镜头内部电机进行光圈、变焦、聚焦的调节，实现镜头参数的完全电可控，便于自动控制系统和远端监控根据实际应用需要用程序调节镜头的拍摄参数．以满足特定的拍摄要求。
本文主要针对这一类镜头，并以Computar的H6Z0812M型TV ZOOM LENS三可变镜头为例讨论其控制电路的设计。
带多个微机控制接口的视频矩阵切换器设计
带多个微机控制接口的视频矩阵切换器设计
王彦;张国威
【期刊名称】《电视技术》
【年(卷),期】1998(000)011
【摘要】介绍了视频矩阵切换器的功能，详细描述了计算机和切换器的通信接口设计原理，深入阐述了矩阵切换器各部分功能电路的设计过程，简要介绍了软件流程。
【总页数】3页(P55-57)
【作者】王彦;张国威
【作者单位】清华大学电子工程系;清华大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP364.7
【相关文献】
1.客车空调系统微机自动化控制接口及硬件设计 [J], 孙飞豹
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5.64×64RGBHV视频矩阵切换器的设计 [J], 张娜娜;钱步仁
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两种智能视频监控系统中矩阵切换电路设计
两种智能视频监控系统中矩阵切换电路设计介绍了两种基于不同芯片组合的矩阵切换-字符叠加系统，包括这两种实现方案的元件构成、结构框架、工作原理和它们各自的特点及应用范围。
小容量、非汉字字符叠加系统电路当系统视、音频信号的输入、输出通道不是很多，尤其在输出通道较少且不需要汉字字符叠加的情况下，该文豪以获得较高的性价比。
电路原理：在设计中，输入8 路视频信号经过标题、时间叠加后送去录像，同时送往矩阵切换电路选出一路进行监视。
监视时可采用自动定时切换或手动切换。
计了较多的面板按键。
同时8 路叠加芯片的片选线、数据线、CLK 线以及切换模块CC4051 的地址线也较多，从而造成89C52 单片机的I/O 口比较紧张。
为了解决这个问题，采取了三种办法：（1）使用移位寄存器，用CPU 串口扩展I/O 口来控制面板按键；（2）视、音频信号切换和音量切换的6 根地址线均从P1 口引出，同时8 路叠加芯片共用数据线、CLK 线，这两根线也从P1 口引出；（3）CPU 的P0 口蚋射为总线方式，控制时钟芯片DS12887。
同时P2 口映射为I/O 口方式，控制8 路叠加芯片的片选信号。
在设置存储系统的信息时，若信息量不是很多，可以不外扩RAM，而将设置信息保存在时钟芯片DS12887 中，其内部含有114 个字节不挥发的RAM。
另外在设置标题、时间等信息时，采有了菜单界面方式，同时使用叠加芯片μPD6450 提供的内部彩色视频信号，既美观也方便用户操作。
大容量、汉字字符叠加系统电路电路原理：当系统视、音频信号的输入、输出通道数较多，且需要进行汉字字符叠加时可以采用该方案。
在设计中，48 路输入视频信号经过矩阵切换。
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基于单片机的视频监控矩阵切换器设计
视频矩阵切换原理
1 引言
在重大事件、零售场、交通控制等方面，都需要进行视频监控。
视频监控系统中存在多点分布与集中监控的矛盾，不适合采用一对一的监视。
一对一的监视即一部摄像机对应一台监视器，这样监控室体积庞大，投资高。
一般采用一对多的监控，即一台监视器对应多台摄像机，用足够少的监视设备实现多点监控，这样视频切换控制设备在监控系统中具有极其重要的地位。
在视频切换控制中，矩阵切换应用十分广泛。
2 视频矩阵切换原理
视频矩阵切换控制将多路输入信号任意选择一路或多路分别输出给一路或多路显示设备，用于规模较大的监控系统中。
它可以选择性地观察图像，指定在某台监视器上输出显示。
在多路视频输入的情况下有多路的输出选择，形成矩阵结构，即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，如图1。
图中“·”表示某一路输出与某一路输入相连，如输出4与输入3相连，也就是说4路输出此时输出的3路输入信号。
只要进行合适的切换选择，就可以实现将多路信号从输入通道切换输送到输出通道中的任一通道上，并且输出通道间彼此独立，也就便于进行视频信号切换和分配。
视频矩阵切换器硬件设计
3、基于单片机的32×8视频矩阵切换器硬件设计
视频监控行业中，信号只经过摄像，传输(一般是基带传输)，控制与显示，且显示时对图像的质量要求相对较低，只要能看清，并不作转播等工作，因此监控行业对视频切换矩阵的要求是指标低、功能多(能带云台控制等)、便于远程控制。
视频监控系统的矩阵切换系
统应包括以下基本功能：视频信号切换、控制云台和摄像机镜头的动作、可实现远程控制。
3.1 视频矩阵切换器基本接口电路
32×8视频矩阵切换器基本接口原理电路如图2所示。
整个视频矩阵切换器主要由
89C2051单片机和两片MT8816组成。
MT8816是MITEL公司生产的8×16模拟开关矩阵，采用CMOS工艺制作。
AT89C2051单片机是由美国ATMEL公司推出的高效单片机，它的指令与INTEL公司的MCS-51系列单片机完全兼容，本身带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器，AT89C2051芯片作为微控制器用于对切换矩阵各单元进行切换控制以及用于构成人机界面
和构建RS485串行通信接口。
图中用P0.0-P0.6作为两片MT8816的行地址和列地址控制线，P0.7作为两个芯片的片选信号。
P3。
2-P3。
4分别作为选通脉冲ST、数据输入DI、复位信号RESET。
两片的ROW0-ROW15都作为输入，两片的COL0-COL7依次并联作为输出。
即32路输入，8路输出。
实际应用中，视频矩阵切换器输入部分加匹配电路，输出部分加缓冲放大器。
这里省略未画。
模拟开关芯片的地址选择信号依次接单片机的地址线，分别对32路输入和8路输出进行译码控制。
通过数据线DI写入的逻辑“1”或“0”将决定地址译码对应的
XiYj(i=0,…,31; j=0,…,7)交叉点开关的通断，逻辑“1”将其打开，Yj路输出上就有Xi 路输入信号，反之，逻辑“0”
实现多功能控制的接口电路
多功能控制的实现是通过人机界面控制键盘，一方面实现对视频信号的本地切换，另一方面实现对于云台、镜头等的远程控制。
解码器能是把控制码转换成模拟信号输出，实现对云台、镜头等的动作进行调整。
然而解码器不能直接接收键盘发来的控制信号，需要设计一个连接两者的接口电路。
这里利用AT89C0251的串行通信口进行通信实现接口。
串口通信标准有RS-232C和RS-485。
RS-232C是广泛应用的串口通信标准，但数据传输速度慢（最快传输速度为20Kbit/s）、传输距离短(最大电缆长度为15m)、接口处各信号间容易产生干
扰，并且只能进行一对一的通信。
RS-485是一个多发送器的电路标准，一个发送器最多可允许驱动32个负载设备，RS-485的最大传输距离为1200m，最大传输速度可达10Mbit/s，它在远程通信和多机总线系统中具有很大的吸引力。
视频监控系统中监控点与监控室的距离往往超过15m，且存在多点监控的问题，因此串行通信标准选用RS-485。
本设计采用75176（ RS-485专用的收发芯片）完成RS-485标准接口通信。
切换矩阵主机AT
89C2051与控制键盘及解码器的接口电路框图如图3所示。
图中控制键盘通过摇杆或按键发出RS485差分控制信号，经过75176收发器，将485差分信号转换成AT89C2051可以接收的TTL电平信号。
89C2051 串口接收数据后，进行控制信号判断，如为本地视频切换控制信号则进行译码，变成对应地址码，并在数据线写入相应数据，实现对视频信号的切换控制；如为远程控制信号则转换协议，发送TTL电平控制信号，再经75176把TTL电平信号转换成可以远距离传输的485差分信号，这个485差分控制信号就可以被解码器接收，从而命令继电器开合来控制云台和镜头等的动作。
以视频矩阵切换器为核心组成的视频监控应用系统
由视频切换控制矩阵组成的视频监控系统如图4。
图中最多有32路输入，8路监视器输出。
摄像机图像经过光缆传送到视频矩阵切换器主机；通过控制键盘可对所有输入的视频信号进行切换，选择其中1路输出到监视器上（可置于控制台上）；对云台与镜头的控制，由监控人员操作控制键盘发出控制信号，主机收到控制信号，由解码器对传送来的信号进行译码，即确定执行何种控制动作，在经继电器功率放大，驱动云台或镜头完成相应的控制动作，以实现对监控点摄像机的镜头、云台等设备的遥控。
5 结束语
本文设计中采用AT89C2051单片机作为控制核心部分，使得系统电路的设计大大简化。
在矩阵切换上选用专用的模拟开关矩阵切换芯片虽价格较高，但稳定性好，可形成的矩阵规模较大。
RS-485电气接口，在不加总线驱动的情况下，方便实现对多个终端设备的控制。
以此视频矩阵切换器为核心组成的视频监控应用系统中监视器的数量可以大量减少，并使得整个监控系统所占有的空间大为减少，大量减少设备投资。