№45-视频切换与控制主机的功能原理

１、单纯型的云台、镜头及防护罩控制器

　　 其功能是仅仅实现对单台或多台执行云台旋转、上下俯仰、对云台上的摄象机镜头控制聚焦、光圈调整及变焦变倍功能，较复杂的装置还可对云台上的防护罩作加热、除霜等控制。

２、手动视频切换器

　　 它是视频切换器最简单的一种，该装置上有若干按键，用以对单一监视器输出显示所选择的某台摄象机图像。手动切换比较经济可靠，可将４～１６路视频输入切换到一台监视器上输出。其缺点是使用这种类型切换器对摄象机进行手动切换时，监视器上会出现垂直翻转和滚动，直至监视器确定有输入摄象机的垂直同步脉冲后才会消失。

３、顺序视频切换器

　　 多路视频信号要送到同一处监控，可以一路视频对应一台监视器，但监视器占地大，价格贵，如果不要求时时刻刻监控，可以在监控室增设一台切换器，把摄像机输出信号接到切换器的输入端，切换器的输出端接监视器，切换器的输入端分为 2,4,6,8,12,16, 切换器有手动切换、自动切换两种工作方式，手动方式是想看哪一路就把开关拨到哪一路；自动方式是让预设的视频按顺序延时切换，切换时间通过一个旋钮可以调节，一般在 1 秒到 35 秒之间。切换器的价格便宜（一般只有三五百元），联接简单，操作方便，但在一个时间段内只能看输入中的一个图像。要在一台监视器上同时观看多个摄像机图像，就需要用画面分割器。顺序视频切换器是使来自多台摄象机的图像在一台监视器上选择显示一幅，再显示另一幅，摄象机的显示顺序和显示停留时间可由用户程序设置或修改。顺序视频切换器采用垂直间隔切换，以消除监视器上的图像闪烁、抖动或滚动，使观察监视器的人可以舒适地观看。所谓垂直间隔切换，是视频播放时切换视频的一种方式。切换器中的电子系统寻找每一台摄象机的垂直同步脉冲，然后切换这一垂直脉冲间的视频，消除监视器上的垂直滚动和抖动，得到无滚动切换的效果。实现无滚动切换的前提是摄象机需要有行同步电路，这样多台摄象机用同一交流电源相位的电源供电时，可使多台摄象机同时产生垂直同步脉冲，这也是使用２４Ｖ交流电源的摄象机能在闭路电视监控系统中得到广泛应用的原因之一。

　　 在较大型的系统中，如果摄象机使用不同相位的非２４Ｖ交流电源，此时需要消除监视器上的垂直滚动，则要么要求摄象机具有非同步或信号锁定功能，要么使用摄象机上的可调相位选择，根据不同交流电源相位间的垂直同步定时差异来进行调整。为了监控的需要，一般顺序切换器带有报警切换功能，即发生报警时，该顺序切换器会自动将报警区域的摄象机图像切换到监视器上显示输出。

４、视频矩阵切换与控制主机

　　 所谓视频矩阵切换就是可以选择任意一台摄象机的图像在任一指定的监视器上输出显示，犹如Ｍ台摄象机和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，每台摄象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）前端摄象机电源的开关控制。

　　 （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 、云台的上下俯仰、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 、摄象机防护罩雨刷的开关 、某些摄象机防护罩降温风扇的开关（大多数采用温度控制自动开关）、某些摄象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。

　　 视解码器所接受代码的形式不同，通常有三种类型的解码器：一是直接接受由切换控制主机发送来曼彻斯特码的解码器；二是由控制键盘传送来或将曼彻斯特码转换后接受的ＲＳ－２３２输入型解码器；三是经同轴电缆传送代码的同轴视控型解码器。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。

　　 视频矩阵切换控制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板、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。编制视频信号的自动切换顺序和间隔时间

* 接收操作键盘的指令，控制云台的上下、左右转动，镜头的变倍、调焦、光圈，室外防护罩的雨刷

* 键盘有口令输入功能，可防止未授权者非法使用本系统，多个键盘之间有优先等级安排。

* 对系统运行步骤可以进行编程，有数量不等的编程程序可供使用，可以按时间来触发运行所需程序。

* 有一定数量的报警输入和继电器接点输出端，可接收报警信号输入和端接控制输出。

* 有字符发生器可在屏幕上生成日期、时间、场所摄象机号等信息。

* 还有与计算机的接口

５、同轴视控矩阵切换控制系统

　　 它是以微处理器为核心具有视频矩阵切换和对摄象机前端控制能力的系统。同轴视控传输技术是当今监控系统设备的发展主流，它只需要一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、镜头、预置功能等所有的控制信号，这种传输方式节省材料和成本、施工方便、维修简单化，在系统扩展和改造时更具灵活性。

　　 同轴视控实现方法有两类，一是采用频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内，然后同视频信号复合在一起传送，再在现场做解调将两者区分开；二是利用视频信号场消隐期间来传送控制信号，类似于电视图文传送。

　　 同轴视控切换控制主机因是通过单根电缆实现对云台、镜头等摄像前端的动作控制，故必定要主机端编码经传输后在前端译码方式来完成。这就决定了在摄像前端也需要有完成动作控制译码和驱动的解码器装置。与普通视频矩阵切换系统不同的是，此类解码器与主机之间只有一个连接同轴电缆的ＢＮＣ接插头。

６、微机控制或微机一体化的矩阵切换与控制系统

　　 这是随着计算机应用的普及而出现的电脑式切换器，有的由计算机芯片和外围电路控制，有的直接以微机控制，除完成常规的视频矩阵切换和对摄象机前端的控制功能外，它同时具有很强的计算机功能。例如它有较强的键盘密码系统可以有效地防止无权者操作使用；它有启动配置程序，能够以下拉式菜单的方式进行程序控制；它有系统诊断程序以监视系统所有功能；有打印机接口可以输出整个系统的操作情况；它有网络互联功能，有多种输入／输出接口，有的系统还有视频图像的移动探测报警功能。微机一体化控制系统均内置有多路报警输入与输出，可配接多台分控键盘和连接较多的解码器。大型系统可用于分级层控连网。