CN100405843C

CN100405843C - 三总线式电视监控系统

Info

Publication number: CN100405843C
Application number: CNB2004100138709A
Authority: CN
Inventors: 黄华灿; 黄伟立; 黄伟勋; 李军
Original assignee: Huaqiao University
Current assignee: Huaqiao University
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2024-01-07
Also published as: CN1556651A

Abstract

本发明公开了一种三总线式的电视监控系统，所有监控点与监控中心只需一条视频电缆(视频总线)，一条音频电缆(音频总线)和一条单芯电缆(控制总线)相连接，各监控点的视频输出线，音频输出线和控制输入线均分别挂接在这三条电缆上，形成三总线式电视监系统。这样的电视监控系统既可以节省系统建设投资，又可以减少工程施工难度，而且信号传输稳定可靠。

Description

三总线式电视监控系统

技术领域

本发明涉及一种电视器材，特别是涉及一种电视监控系统。

背景技术

目前所有的电视监控系统各监控点的视频和音频信号都是以独立的电缆传送到监控中心，然后在监控中心进行切换。一个电视监控系统可能有几十甚至上百个监控点，因此必须铺设大量的视频和音频电缆，监控中心对监控点云台、镜头等前端设备的控制，也要铺设大量的控制电缆。这不但使系统建设要耗费大量的线材和人工费用，而且施工难度也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体结构简单、成本低廉、信号传输可靠的电视监控系统。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

设计一种三总线式电视监控系统，这个系统的监控点与监控中心的只有一条视频电缆(视频总线)，一条音频电缆(音频总线)和一条单芯电缆(控制总线)相连接，各监控点的视频输出线、音频输出线和控制输入线均分别挂接在这三条电缆上；所有监控点划分为10个分区，每个分区有16个监控点；监控中心通过一个控制器以串行码方式发送视音频切换信息和前端设备的控制信息；监控点通过前端解码器接收这些信息并进行视音频切换和驱动前端设备执行相应的动作。

所述的控制器包括BCD码拨盘开关、切换地址码产生电路、动作操控键盘编码电路和地址动作联合编码发送电路；连接于地址动作联合编码发送电路IC₃地址端A₅-A₈的BCD码拨盘开关产生分区地址码；切换地址码产生电路产生由BCD码拨盘开关确定的一个分区中的一个监控点的地址码，加到地址动作联合编码发送电路IC₃的地址端A₁-A₄；动作操控键盘编码电路产生前端设备的动作码，加到地址动作联合编码发送电路IC₃的数据端D₀-D₃；进行切换或动作操控时，地址动作联合编码发送电路将加在它上面的分区地址码、监控点地址码和动作码联合编码成串行码送入控制总线。

所述切换地址码产生电路包括手动切换地址码产生电路和自动切换地址码产生电路；手动切换地址码产生电路主要由轻触开关K₀-K₁₅、16选1多路开关IC₁、异或门G₃、高速振荡器和计数器IC₂组成，它产生轻触开关K₀-K₁₅的二进制编码；自动切换地址码产生电路主要由轻触开关K_A，R-S触发器F₁、可调振荡器、计数器IC₂(与手动切换地址码产生电路共用)、非门G₄、与非门G₁、G₂和参与顺序循环输出的通道数设置开关K₁₁、K₂₂组成，它产生顺序递增且循环的二进制码。

所述的动作操控键盘编码电路主要由动作按键开关、16选1多路开关IC₄、计数器IC₅、异或门G₉和高速振荡器组成，它产生动作按键开关的二进制编码。

所述的前端解码器由接收解码电路IC₆、切换控制电路、动作译码电路和驱动电路以及模拟开关A₁、A₂组成；切换控制电路由R-S触发器F₂和异或门G₁₃组成；动作译码电路由4-16线译码电路、R-S触发器F₃、F₄组成，驱动电路由辅助驱动电路、云台驱动电路、镜头驱动电路组成；监控中心进行切换操作时，IC₆接收到有效的串行码之后，切换控制电路输出控制信号使模拟开关A₁、A₂导通，把视音频信号送入视频总线和音频总线，同时输出一个高电平到前端环线，使原来输出视音频信号的监控点的视音频信号断开；监控中心进行前端设备动作操控时，IC₆接收到有效的串行码之后，译码电路将动作码译码，由驱动电路驱动前端设备执行相应的动作。

本发明设计一种所有监控点与监控中心只要一条视频电缆、一条音频电缆和一条单芯电缆连接的三总线式的电视监控系统，所有监控点的视频输出线、音频输出线和控制输入线均分别挂接在这三条电缆上。这样的电视监控系统既可以节省系统建设的投资，又可以减少工程施工的难度，而且，信号传输稳定可靠。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的控制器电路图；

图3为本发明的高速振荡器电路图；

图4为本发明的可调振荡器电路图；

图5为本发明的动作操控键盘编码电路图；

图6为本发明的前端解码器电路图；

图7为本发明的动作译码和驱动电路图。

具体实施方式

图1为本发明三总线式电视监控系统的组成方框图。监控中心与监控点通过视频总线(视频电缆)、音频总线(音频电缆)和单芯控制总线(单芯电缆)连接。各监控点的视频输出线、音频输出线和制输入线均分别连接在这三条总线上。所有的监控点划分成10个分区，每个分区可以有16个监控点，每个监控点都有自己特有的分区地址和监控点地址。监控中心控制器根据使用者的操作，发出包含分区地址码、监控点地址码和动作码的串行码，该串行码通过控制总线送到各监控点的前端解码器。分区地址和监控点地址与串行码中的分区地址码和监控点地址码一致的监控点解码器响应当前中心控制器的操作，接收这一串行码，并对其进行处理。如果当前的操作是切换操作，解码器将接通视频和音频通道的模拟开关，将这个监控点的视频信号和音频信号分别送入视频总线和音频总线；如果当前的操作是动作操作，解码器将输出云台、镜头或辅助设备一种动作的控制电压，驱动它的执行相应的动作。

1、中心控制器

所述监控中心的中心控制器电路1如图2所示，它包括切换地址码产生电路11，动作操控键盘编码电路12、BCD码拨盘开关13、地址动作联合编码发送电路IC₃和显示电路14。

(1)所述的地址动作联合编码发送电路IC₃是一片编码发送集成电路。BCD码拨盘开关13用于产生分区的地址码，它的输出连接IC₃的地址端A₅-A₈。切换地址码产生电路11产生当前要切换的，由BCD码拨盘开关13确定的分区中的一个监控点的地址码，加到IC₃的地址端A₁-A₄，动作操控键盘编码电路12产生的前端设备动作码，加到IC₃的数据端D₀-D₃。编码发送集成电路IC₃的发送控制端TE低电平时，它就把加在它地址端A₁-A₈的地址码和加在它数据端D₀-D₃的动作码进行联合编码成串行码，并由OUT端发送出去，进入控制总线。IC₃的发送反复进行，直到TE端高电平。

(2)所述切换地址码产生电路11由手动切换地址码产生电路111、自动切换地址码产生电路112组成。

所述手动切换地址码产生电路111主要由轻触开关K₀-K₁₅、16选1多路开关IC₁，异或门G₃、高速振荡器FO和计数器IC₂组成。它采用递增的二进制码快速扫描多路开关IC₁的地址线来获得按键编码。高速振荡器FO可采用图3所示电路，它是一个振荡可控的多谐振荡器，它的P端高电平时起振，低电平时停振。由图2可见，电路上电，IC₂复位，输出端Q_AQ_BQ_CQ_D＝0000，IC₁的地址端A₁A₂A₃A₄＝0000，它的COM端接通S₀。K₀-K₁₅均未按下，IC₁的S₀-S₁₅均为高电平，COM端输出高电平，异或门G₃的输入端A＝1、B＝1，输出为0，高速振荡器FO停振。进行手动切换而按下某一轻触开关时，例如按下K₂，IC₁的S₂端被拉到低电平，通过连接于S₂端的二极管，异或门G₃的A端也被拉到低电平，G₃输入端变成A＝0、B＝1，输出高电平，高速振荡器FO起振，输出频率很高的连续脉冲。IC₂接收连续脉冲，每来一个脉冲，输出端加1。当计数到Q_AQ_BQ_CQ_D＝0010时，IC₁的COM端接通S₂端，输出低电平，G₃的输入端变为A＝0、B＝0，输出低电平，高速振荡器FO停振，IC₂锁住0010输出。IC₁的COM输出的低电平还把编码发送电路IC₃的TE端拉到低电平，将K₂对应的这个监控点地址码0010和由BCD拨盘开关确定的分区地址码发送出去。释放K₂，IC₁的S₂端和G₃的A端都回到高电平，IC₁的COM端也输出高电平，异或门G₃的两个输入端同时为高电平，即A＝1，B＝1，输出保持低电平不变，高速振荡器FO也就保持停振状态，IC₂输出的监控点地址不变。

所述的自动切换地址码产生电路112主要由轻触开关K_A、R-S触发器F₁、可调振荡器TO、计数器IC₂(与手动切换地址码产生电路111共用)，非门G₄及与非门G₁、G₂组成。自动切换是一种顺序循环切换，通过可调振荡器TO和计数器IC₂产生递增且循环的二进制码作为地址码。可调振荡器TO是一个振荡周期可调的多谐振荡器，电路如图4所示。它的振荡周期由C₄、C₅、R₇和W₁决定，C₄、C₅接成无极性电容，调节W₁，振荡周期可在2-40秒之间变化，这个时间就是自动切换时图象在监视器上的驻留时间。可调振荡器TO又是一个振荡可控的振荡器，P端高电平时起振，低电平时停振。可调振荡器TO的P端连接R-S触发器F₁的输出端Q。K_A为自动切换启动开关，闭合K_A，R-S触发器F₁的S端高电平，Q端输出高电平，可调振荡器TO起振，计数器IC₂获得计数脉冲，D_A～D_D端输出递增的二进制码。可调振荡器TO输出的脉冲还由C₂R₃组成的微分电路微分，微分脉冲经非门G₄反相和整形，通过D₅加于IC₃的TE端。这样，当可调振荡器TO输出正的脉冲上升沿使计数器IC₂输出加1的同时，IC₃的TE端也被拉到低电平，将新的地址码发送出去。图2中与非门G₁、G₂，开关K₁₁、K₂₂，二极管D₁、D₂组成参与循环视音频通道数的设置电路。当切换地址码产生电路处于自切换状态，R-S触发器F₁的Q端输出高电平，与非门G₁、G₂开通，闭合K₁₁，在计数器IC2输出0011之后，再进入一个脉冲，IC₂的Q_C端输出的高电平，立即使G₁输出高电平，通过D₁加到IC₂的复位端，IC₂复位，回到0000输出，即参与顺序循环输出的为前4个通道的视音频信号。同理，闭合K₂₂，参与顺序循环输出的为前8个通道的视音频信号。而在手动切换状态，R-S触发器F₁的Q端输出低电平，与非门G₁、G₂均关闭，这时不论K₁₁、K₂₂闭合与否，地址线A₃、A₄出现的高电平均不会使IC₂复位，设置电路不会影响手动切换的正常工作。显示电路连接地址线A₁-A₄，用于显示当前切换的监控点地址。

(3)如图5所示，所述的动作操作键盘编码电路12主要由动作按键开关、16选1多路开关IC₄、计数器IC₅、异或门G₉和高速振荡器FO组成，它也是采用递增的二进制码快速扫描多路开关地址线的方式来获取键盘编码，其工作原理与手动切换地址码产生电路一样，这里就不再赘述。不过应当指出，地址动作联合编码电路IC₃每次发送切换地址码时，都会把连接于数据端D₀-D₃的动作操控键盘编码电路的输出发送出去，所以多路开关IC₄的S₀端不能使用，即计数器IC₅输出的0000状态不作为动作码。由于每次动作操控之后，IC₅均处于复位状态，因此，每次发送切换地址码时，一起发送出去的数据0000不会影响前端设备的动作。而进行动作操控而发送动作码时，一起发送出去的地址码就是当前已经切换的监控点地址码，所以动作码只会到达当前正在监视的监控点。

2、前端解码器

所述的前端解码器如图6所示，它由接收解码集成电路IC₆、切换控制电路22、动作译码电路23以及模拟开关A₁、A₂组成。

(1)所述的接收解码集成电路IC₆是与监控中心控制器电路1的编码发送电路配对的接收解码集成电路。监控中心控制器发送的地址动作串行码脉冲经R₈、R₉、C₆组成的隔离与抗干扰电路，再由非门G₁₀、G₁₁整形之后进入接收解码集成电路IC₆。监控点所在分区地址由IC₆的地址端A₅-A₈设定，监控点在分区中的地址由地址端A₁-A₄设定。IC₆连续接收到两帧完全相同的地址动作串行码才被确认为有效，接收到第一帧串行码，它将其中的地址位与自身设定的地址相比较，若一致，就将串行码后半段的数据位暂存在内部的寄存器中，若不一致，则不再作任何处理。接收到第二帧串行码，地址位若再次与自身设定的地址一致，则把接收到的数据位与内部寄存器暂存的数据逐位比较，两次接收到的数据位也完全相同时，数据才被转到输出寄存器，并由数据端D₀-D₃输出，与此同时，IC₆用于标志接收有效与否的输出端VT端输出高电平。

(2)所述的切换控制电路22由R-S触发器F₂和异或门G₁₃组成。接收解码集成电路IC₆的VT端连接R-S触发器F₂的S端，当它接收到有效的串行码时，IC₆的VT端输出高电平，使R-S触发器F₂的Q端也输出高电平，模拟开关A₁、A₂导通，该监控点的视频信号和音频信号分别进入视频总线和音频总线。为方便说明信号的切换，假设图6中的解码器n是原来输出视音频信号监控点的解码器，解码器1是当前要输出视音频信号监控点的解码器，图6下方虚线框中电路为解码器n控制模拟开关A₁、A₂的相关电路31。接收有效的解码器1IC₆的VT端输出的高电平还通过D₈由前端环线进入解码器n，由于解码器n中D₈的隔离使异或门G₁₃的输入端A＝0、B＝1，G₁₃输出高电平，使R-S触发器F₂输出低电平，关闭其控制的模拟开关。解码器1中模拟开关的导通和解码器n中模拟开关的关闭，实现了视音频信号的切换。至于其它监控点的解码器，虽然前端环线出现的高电平也进入其中，但是不会改变它的R-S触发器F₂的低电平输出，其控制的模拟开关也就保持关闭状态不变。

(3)如图7所示，所述的动作译码23由4-16线译码电路IC₇、R-S触发器F₃、F₄组成；驱动电路24由辅助驱动电路241、云台驱动电路242、镜头驱动电路243组成。当监控中心对前端设备进行动作操控时，IC₆接收到有效的串行码时，它的VT端输出高电平，经非门G₁₂反相，置4-16线译码电路IC₇的禁止端INH低电平，IC₇进入译码状态，IC₆的D₀-D₃输出的动作码被译码，在S₁-S₁₅中相应的输出端输出高电平，经驱动电路放大作用于前端设备，驱动前端设备执行相应的动作。监控中心释放动作操控开关，IC₆的VT端回到低电平，INH端高电平，译码电路被禁止，所有输出端均输出低电平，前端设备也就停止所执行的动作。释放动作操控开关后还需要保持的动作，如云台的自动旋转和辅助I的动作，驱动它们的驱动电路分别由R-S触发器F₃和F₄控制，F₃和F₄的二个输入端分别连接IC₇的二个输出端，这样，监控中心的控制器就可以通过两个操控开关分别控制一个R-S触发器输出电平的高低，从而控制施加于前端设备的控制电压。

本发明主要发明点就在于改革现行电视监控系统视音频信号在监控中心集中切换的做法，将视音频切换放在监控点进行，实现所有监控点与监控中心的视音信号传输就只要使用一条视频电缆和一条音频电缆。切换信息由监控中心的中心控制器发出，由一条单芯电缆传送到监控点的前端解码器，响应这个切换信号的监控点将视音频信号切入视频电缆与音频电缆。该解码器同时还输出一个信号到原来输出视音频信号的监控点前端解码器，关断它的视音频输出。所有监控点的视频输出线、音频输出线和控制输入线均分别挂接在视频电缆、音频电缆、控制电缆上，形成一个三总线式的电视监控系统。该系统可以将所有的监控点划分为10个分区，每个分区可以有16个监控点。本发明的控制电缆还同时传送各监控点云台、镜头等前端设备的动作控制信息。

Claims

1.一种三总线式电视监控系统，其特征在于：监控点与监控中心只有一条视频电缆，一条音频电缆和一条单芯电缆相连接，各监控点的视频输出线、音频输出线和控制输入线均分别挂接在这三条电缆上；所有监控点分为10个分区，每个分区有16个监控点；监控中心通过一个控制器以串行码方式发送视音频切换信息和前端设备的控制信息；监控点通过前端解码器接收这些信息并进行视音频切换和驱动前端设备执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的三总线式电视监控系统，其特征在于：所述的控制器包括BCD码拨盘开关、切换地址码产生电路、动作操控键盘编码电路和地址动作联合编码发送电路；连接于地址动作联合编码发送电路IC₃地址端A₅～A₈的BCD码拨盘开关产生分区地址码；切换地址码产生电路产生由BCD码拨盘开关确定的一个分区中的一个监控点的地址码，加到地址动作联合编码发送电路IC₃的地址端A₁～A₄；动作操控键盘编码电路产生前端设备的动作码，加到地址动作联合编码发送电路IC₃的数据端D₀～D₃；进行切换或动作操控时，地址动作联合编码发送电路将加在它上面的分区地址码、监控点地址码和动作码联合编码成串行码送入控制总线。

3.根据权利要求2所述的三总线式电视监控系统，其特征在于：所述切换地址码产生电路包括手动切换地址码产生电路和自动切换地址码产生电路；手动切换地址码产生电路主要由轻触开关K₀-K₁₅、16选1多路开关IC₁、异或门G₃、高速振荡器和计数器IC₂组成，它产生轻触开关K₀-K₁₅的二进制编码；自动切换地址码产生电路主要由轻触开关K_A、R-S触发器F₁、可调振荡器、计数器IC₂、非门G₄、与非门G₁、G₂和参与顺序循环输出的通道数设置开关K₁₁、K₂₂组成，它产生顺序递增且循环的二进制码。

4.根据权利要求2所述的三总线式电视监控系统，其特征在于：所述的动作操控键盘编码电路主要由动作按键开关、16选1多路开关IC₄、计数器IC₅、异或门G₉和高速振荡器组成，它产生动作按键开关的二进制编码。

5.根据权利要求1所述的三总线式电视监控系统，其特征在于：所述的前端解码器由接收解码电路IC₆、切换控制电路、动作译码电路和驱动电路以及模拟开关A₁、A₂组成；切换控制电路由R-S触发器F₂和异或门G₁₃组成；动作译码电路由4-16线译码电路、R-S触发器F₃、F₄组成，驱动电路由辅助驱动电路、云台驱动电路、镜头驱动电路组成；监控中心进行切换操作时，IC₆接收到有效的串行码之后，切换控制电路输出控制信号使模拟开关A₁、A₂导通，把视音频信号送入视频总线和音频总线，同时输出一个高电平到前端环线，使原来输出视音频信号的监控点的视音频信号断开；监控中心进行前端设备动作操控时，IC₆接收到有效的串行码之后，译码电路将动作码译码，由驱动电路驱动前端设备执行相应的动作。