CN100421470C - 用于监控行业的音视频多路还原装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于监控行业的音视频多路还原装置，属于监控行业对高频信号解调的技术领域。它包括：控制信号送到通信插座的输入端，8路高频信号送到高频头的输入端；通信插座输出端与232-485转换电路的输入端相连，转换电路的两个输出端分别与通讯显示电路与中央处理器的输入端相连；中央处理器输出端分别与记忆电路的输入端及高频头的输入端相连；高频头的视频输出端与驱动电路的输入端相连，而高频头的音视频信号输出端与8选1视频监视电路和8选1音频监视电路的输入端相连。本发明实现了多频道的高频信号输入与多路音视频输出，信号频道与频率任意设定、记忆、切换，计算机友好界面控制操作，在一台监视器上监视任意监控点等功能。

Description

用于监控行业的音视频多路还原装置

技术领域

本发明属于监控行业对高频信号进行解调的技术领域，特别涉及用于监控行业的音视频多路还原装置的结构设计。适用于可视化电子监控系统与相关的监控系统中。

背景技术

在监控行业，需要把多处监控点的视频信号与音频信号送回控制室。这些信号如果不进行特殊处理就传输的话，势必造成大量使用传输线，例如一处监控点需要两根传输线(视频信号、音频信号)，假如是N个监控点就需要2×N根传输线，这样不但成本极高，在工程安装时也很难实施。

为了解决这个问题，一般采用的方法是先将音视频信号进行调制，每一个监控点的调制频道不同，然后将所有的调制频道通过一根传输线进行传输，当传输到位后再进行解调，即将有用的信号还原出来，这种方法的好处在于多个监控点只用一根传输线，在工程安装时极为方便，并且可以通过计算机与装置进行设定、微调、切换、巡检、记忆、级连等功能。

现有的音视频还原装置多为一路还原，而在监控行业中多分区、多频道(一个监控点占用一个频道)的高频信号同时送到控制室是普遍采用的，如果一个分区或一个频道采用一个还原装置在工程安装和使用时极为不方便。也有采用多路音视频还原装置的，如本发明人过去设计的“4路检出器”和“9路手动还原器”，或不是手动的，但在计算机控制方面界面不算友好，并且在设定、记忆、切换方面也不完善，如不能任意切换、还原的路数不够多、还原的音视频信号质量不理想等，还有的装置不能记忆、可靠性不好，又有的装置造价高不能使客户完全接受。

发明内容

本发明为了克服已有技术的不足之处，设计出一种用于监控行业的音视频多路还原装置，在较低成本的情况下，实现了多频道的高频信号输入与多路音视频输出，信号频道与频率可以任意设定、记忆、切换，计算机友好界面控制操作，用一台监视器上监视任意监控点等多种功能，并可在多台装置配合使用时扩展到上百路，并且依然由一台计算机控制，还可实现多种、多台录像机录像，与画面分割器连接以及为各种监视设备提供输入信号。

本发明提出一种用于监控行业的音视频多路还原装置，其特征在于，它包括：通信插座、232-485转换电路、通讯显示电路、中央处理器、记忆电路、8只高频头、驱动电路、8选1视频监视电路、8选1音频监视电路、射随驱动电路；其连接关系为：来自计算机的232控制信号通过传输电缆线送到通信插座的输入端，来自各种音视频调制设备的8路高频信号通过传输电缆线送到高频头的输入端；其中，从通信插座输出端输出的232控制信号送到232-485转换电路的输入端，转换电路将232控制信号转换后得到的485控制信号从转换电路的输出端分为两路，分别送到通讯显示电路与中央处理器的输入端；经中央处理器处理的数据由其输出端送到记忆电路的输入端进行存储，并送到高频头的输入端控制高频头的工作；高频头在中央处理器的控制下将高频信号解调为音视频信号，高频头的输出端将其中视频信号送到驱动电路的输入端，对与其相连的外接的显示设备或录像设备进行驱动，而高频头的输出端将音频信号直接送给外接的扩音设备进行播放；从8只高频头的音视频信号输出端并联出8路音视频信号送到8选1视频监视电路和8选1音频监视电路的输入端，通过中央处理器的输出端口对8选1监视电路进行控制，使8选1监视电路的输出端可以输出如何一路音视频信号，其中音频信号直接送给扩音设备进行播放，而视频信号送到射随驱动电路的输入端，经过驱动后的视频信号送给外接的显示设备或录像设备。

本发明的特点及技术效果

本装置在解调技术的基础上采用了数字技术，将多路的高频信号进行数字解调，处理成为多路的不同频道的音视频信号，并达到图像清晰、颜色逼真、声音清晰的效果。从而为监控系统提供了多种录像方式，如使用普通的录像机进行录像、计算机录像、硬盘录像机录像等。

本装置采用了计算机界面控制程序与装置内的程序控制，使用者可以通过计算机的友好界面对每一路调制信号自行设定需要还原的信号频率及频道，并可以进行任意切换，断电后装置可以保持记忆，在下一次开机时自动恢复到上次断电前的状态。

本装置设计了监视端口，通过计算机控制可以在一台监视器上监视任意一个监控点。

本装置的输入、输出接口采用监控行业通用接口及标准的音视频接口，实现了使用、安装维护与互换的方便。

本装置的内部采用了嵌入式计算机技术，通过控制程序发出各种控制电平，各种控制电平及数据控制高频头产生所需要的音视频信号，音视频信号经过驱动后输出，从而达到音视频多路还原的目的。

附图说明

图1为本发明的组成方框图。

图2为本发明的中央处理器中固化的的控制程序流程图。

图3为用于控制本发明的计算机介面控制程序的流程图。

图4为本发明与计算机的连接图。

具体实施方式

下面结合本装置实施例附图对本装置作进一步的说明。

本发明的各部件的实施例结构及功能分别详细说明如下：

本发明的部件实施例结构如图1所示，它包括：通信插座、232-485转换电路、通讯显示电路、中央处理器、记忆电路、高频头、驱动电路、8选1视频监视电路、8选1音频监视电路、射随驱动电路。

其连接关系为：来自计算机的232控制信号通过传输电缆线送到通信插座的输入端，来自各种音视频调制设备的高频信号通过传输电缆线送到高频头的输入端(一套装置最多可以输入8路高频信号)；其中，从通信插座输出端输出的232控制信号送到232-485转换电路的输入端，转换电路将232控制信号转换后得到的485控制信号从转换电路的输出端分为两路，分别送到通讯显示电路与中央处理器的输入端；经中央处理器处理的数据由其输出端送到记忆电路的输入端进行存储，并送到高频头的输入端控制高频头的工作；高频头在中央处理器的控制下将高频信号解调为音视频信号，高频头的输出端将其中视频信号送到驱动电路的输入端，对与其相连的外接的显示设备或录像设备进行驱动，而高频头的输出端将音频信号直接送给扩音设备进行播放；从8只高频头的音视频信号输出端并联出8路音视频信号送到8选1视频监视电路和8选1音频监视电路的输入端，通过中央处理器的P14-P16端口对8选1监视电路进行控制，使8选1监视电路的输出端可以输出如何一路音视频信号，其中音频信号直接送给扩音设备进行播放，而视频信号送到射随驱动电路的输入端，经过驱动后的视频信号送给外接的显示设备或录像设备。

本装置实施例中的各器件构成及工作原理进一步说明如下：

本实施例的通讯插座采用RJ45标准插座，该通讯插座的输入端接收计算机发出的232控制信号并从其输出端送到232-485转换电路的输入端。

本实施例的232-485转换电路采用通讯协议转换专用集成电路75176，将232控制信号转换为485控制信号。232-485转换电路将转换后的485控制信号从其输出端分为两路，分别送到通讯显示电路输入端和中央处理器输入端。

本实施例的通讯显示电路由一只4K7电阻和一只发光二极管串联组成，当有控制信号时，发光二极管闪烁。

本实施例的中央处理器采用的集成电路为89C51和预先固化在其中的控制程序，232-485转换电路产生的RX信号从其输出端送入中央处理器的RXD端(TXD现在无用，是为中央处理器信号返回计算机而预留的)，首先进行地址确定，然后经中央处理器的P00-P07输出端口分别控制第一路至第八路高频头(即1～8通道)的SDA(数据)端；经中央处理器的P20-P27输出端口分别控制第一路至第八路高频头的SCL(时钟)端；中央处理器的INT0/INT1输出端口与记忆电路的输入端口相连，从而达到设定、记忆、切换功能。

本实施例采用的记忆电路为掉电非遗失芯片24C16，连接方法为厂家推荐的方法，目的是记住关机前或掉电前的状态，以便在下次开机时能直接进入关机前或掉电前的状态。

本实施例的高频头一共有8只，采用的型号为TDQ-6B2(1256)，它可以直接把监控点的高频信号解调为音视频信号，频道的选择采用数字控制，即SDA与SCL控制。本实施例采用了6位地址确定，可以扩展到与256套共缆控制还原器的级连。

本实施例采用的驱动电路为集成电路MAX470，一共两片，每片负责4路的视频驱动，连接方法为厂家推荐的方法。由于音频信号的负载阻抗比较大，所以从高频头输出的音频信号不加驱动电路即可直接输出。而视频信号的负载阻抗比较小(75欧姆)，所以必须通过驱动电路才可输出。

本实施例采用的8选1监视电路为专用选择集成电路4051，连接方法为厂家推荐的标准连接方法。共采用了两片，一片用于8选1音频监视电路，一片用于8选1视频监视电路。选择功能由中央处理器P1.4-P1.6端口的SLT(控制)信号控制，可以任意选则某一路音视频信号输出。通过集成电路4051的输出端音频信号直接连接外部的扩音设备，而视频信号送到射随驱动电路的输入端，本实施例中的射随驱动电路为标准的三极管射随电路，采用的三极管型号为8050，发射极电阻为1KΩ，通过驱动的视频信号从射随驱动电路的输出端送给外部的监视设备。

本实施例的供电电压为+5V直流电压与-5V直流电压。

本实施例的中央处理器中固化的控制程序的流程图，如图2所示，它包括以下步骤：

1)开机初始化：每次开机将内存清空，设置串行口输入/输出，速度为9600b/s，格式为8位有效位一个停止位。

2)调入数据：本装置的数据保存在掉电非遗失芯片(24C16)中，每次上电将(24C16)中的数据调入到计算机的CPU的内存中，数据内容包括装置地址、各个通道的频率数据和频段数据。

3)将调入到CPU内存数据送至各通道的高频头，即将各通道的频率、频段数据分别送入对应的高频头，格式来自高频头厂家。本实施例采用的高频头型号为TDQ-6B2(1256)。(本装置采用的是中频+图像解调2合1高频头，可以通过I²C数据接口将需要解调的频率和频段输入给高频头，高频头根据此数据自动完成调谐、解调功能。)

4)检查串行口是否有串口数据输入，如果有是否为调谐命令“TVTX”，如果是检查下一位数据(装置地址)是否为本装置，如果是本装置下一个数据是那一个通道，再将后面的数据(新的频率与频段数据)送入对应的高频头，如果不是本装置则命令检查停止。

5)当命令为地址下载命令时(“TVHYO”)，将本装置地址改为下一个串行接口接收的数据；

6)当命令为监视命令时(“TVHY1”)，将下一个串行接口接收的数据(0-7)对应本装置1-8通道，作为当前监视的通道；

7))命令(TVEND)，如果下一个串行接口接收的数据是本装置的地址，就将本装置CPU内存中存的各个通道的频率与频段数据以及本装置的地址和监视数据同步存入集成电路(24C16)中，以备下次上电时直接调入。

用于对本实施例进行控制的计算机界面控制程序的说明如下：

本界面控制程序使用VB语言编程，其主要结构分为：通讯协议的制定及人机交互界面两个部分。

通讯协议的制定：

通讯协议本身就是一种约定。当计算机发出命令时，首先需要有一种电控制装置能够读的懂命令，并知道计算机想让装置做什么，以及如何做等等。下面对本实施例采用的通讯协议进行说明：

1)计算机或其它设备在控制装置时有4个关键要素。

①设备地址；

②通讯地址；

③接收的频段；

④接收频率。

协议如下：

“TVTX”+本装置地址+通道地址+频段数据+频率数据+“#X”

各段解释如下：

本装置是众多设备中的一台，其中有同类设备和不同类设备，全部设备都共用一个RS485接口，也就是说当接口有一个命令发出时一定要明确是那一类设备？那一台设备？那一个接口？以及如何工作？

“TVTX”规定为“装置”类设备的标志，也就是说当接口有此类数据时，该命令是针对“装置”类的。

装置地址和通道地址，“TVTX”后跟着的两个字节，其中第一个字节(0-255)表示装置地址，而第二个字节(1-8)表示本装置中的通道地址。(该装置地址在相同的一个RS485所控制的区域中是唯一的)；

频段数据，当频道数据小于或等于Z3时为“0”；大于Z3小于或等于Z25时为“1”；大于Z25时为“2”。

频率数据＝(实际频率+38MHz)/3125KHz。

“#X”为该命令的结束标志。

2)装置地址的下载，本装置“地址”可以通过接收外界命令而改变，其命令格式为“TVHY0”+装置地址(0～255)+“#X”。

3监视通道切换协议，即将某一通道的内容转接到监视通道；

TVHY1+装置地址(0～255)+当前监视通道(0～7)+“#X”。

4)当前数据保存，把每个通道的数据存入掉电非遗失芯片(24C16)内，从而使装置在下次上电时不会丢失上次工作状态的数据；其命令格式为TVEND+装置地址+“#X”。

人机交互界面：

人机交互界面其主要功能为：1)方便操作者理解，在界面中使用了各种图形来代替功能状态，使操作者见操作界面就基本懂得如何操作。2)方便操作者对一些参数(如被控制点的地址、被控制点的名称、计算机控制口等)进行设定与更改。程序结构采用模块化。软件功能共由7个独立模块(如图3)所组成(不包括人机交互界面)。

本程序兼顾显示、控制终端和还原装置三项功能，并分为人机交互界面的设定和界面控制流程两部分。

人机交互界面的设定包括：

1、主界面：有各个终端点的名称按钮。

2、终端点数据修改界面：各个终端点含有名称、频率、地址等数据，本界面就是要显示、修改和保存这些数据。

各通道的频率调整以及微调在该界面一共有8组，分别表示1-8通道，每个通道子界面含有终端点名称、频道选择、频率微调按钮。当选定每一个终端点时，对应本终端点的频率、频段数据就会通过串行数据送入还原装置(“TVTX”)。

3、监视通道(还原装置地址)的选择界面：该界面有两个子界面，当前受控还原器装置的选择和当前监视通道的选择。每个子界面的操作对应着两个功能，一是修改显示的内容，二是发出控制命令。

实现上述通讯协议及人机交互界面的算机界面控制流程如图3所示，它包括以下步骤：

1)在开机的时候将记忆电路中记住的关机前或掉电前的状态(即各个频点的效据)调入计算机；

2)将调入的各个频点的数据用于数据修改命令、数据发送命令、地址下载命令、监视命令、掉电保护命令、界面(数据)修改命令；

3)命令处理后等待接收下一个命令并处理，以此循环进行下去。

各命令实现的功能分别说明如下：

数据修改命令：将各个频点或频段调入的数据用一个中文或英文名称表示，从显示界面上只有名称而没有频点或频段数据，在数据修改时只要修改名称即可，达到了较好的人机沟通；

数据发送命令：将需要解调的频率和频段转成频率和频段数据通过串行口发出，当装置收到命令后，按此数据进行解调还原；

地址下载命令：每一个装置的地址可以由计算机下载给定，这样方便区分多个装置同在一个区域中接收针对自己的命令。

监视命令：本装置可以同时解调8路相同或不同频点的调制信号，同时可以通过装置的切换单元监视8路解调信号中的其中一路，单独输出。本命令就是将需要切换监视的通道数据通过串行口传给装置；

掉电保护命令：将当前8路解调(频率、频段)数据保存在掉电非遗失芯片中，当关电后，下次开机时，装置会从芯片中调出存入的数据，从而使相关信息不会由于掉电而丢失。本命令就是将装置当前状态的最关键的64字节数据保存。

界面(数据)修改命令，当首先进入界面或需修改界面数据时，进入此界面，这样可以修改、添减界面中的信息，并以文档形式存入计算机。界面信息包括：用户名、门牌、频点、频段。

上述中央处理器中固化的控制程序及存储在计算机中的计算机界面控制程序的具体实现均为本技术领域的编程人员所具备的常规技术。

本发明设计的用于监控行业的音视频多路还原装置与计算机连接及信号的输入、输出如图4所示，它包括：本装置通过与其的连接计算机及存储在其中的介面控制程序达到控制装置和人机交互的目的；图中，RF₁(1)--RF₁(8)为高频输入信号，一共8路，与高频头的输入端连接；S_o(1)/V_o(1)--S_o(8)/V_o(8)为音、视频输出信号，一共8路，与外部的扩音设备和监视设备连接；S_o(1-8)/V_o(1-8)为音、视频(监视用)输出信号，与外部的扩音设备和监视设备连接，该音、视频(监视用)输出信号可以通过计算机及储存在其内的界面控制程序进行8选1，使该输出信号可以是任意一路的音、视频输出信号。

本实施例的技术参数：

1).接收频率范围：49.75-823.25MHz；

2).图像制式：PAL；

3).输出阻抗：75欧姆不平衡输出；

4).视频输出：0.5-2Vp-p；

5).音频输出：0.5-2Vp-p；

6).输入输出特性：8路共缆信号输入，8路音视频输出，2路监视输出；

7).高频输入电平为：65-90dB；

8).高频输入阻抗为：75欧姆；

9).采用RS485总线控制，传输速率：9600b/s、8位数据位、无校验、1位停止位；

10).使用环境：温度0℃～40℃；

11).电源输入电压：AC220V±10％  50Hz；

12).最大功耗：35W。

由于采用了上述技术解决方案，使得本发明在快速、可靠、低价格的基础上达到了多路高频信号输入功能，多路音视频信号还原功能，在计算机友好界面下进行控制、设定、记忆、切换等功能，输入端口、输出端口扩展功能，高可靠性工作的目的。

Claims (1)

1. 一种用于监控行业的音视频多路还原装置，其特征在于，它包括：通信插座、232-485转换电路、通讯显示电路、中央处理器、记忆电路、8只高频头、驱动电路、8选1视频监视电路、8选1音频监视电路、射随驱动电路；其连接关系为：来自计算机的232控制信号通过传输电缆线送到通信插座的输入端，来自各种音视频调制设备的8路高频信号通过传输电缆线送到高频头的输入端；其中，从通信插座输出端输出的232控制信号送到232-485转换电路的输入端，转换电路将232控制信号转换后得到的485控制信号从转换电路的输出端分为两路，分别送到通讯显示电路与中央处理器的输入端；经中央处理器处理的数据由其输出端送到记忆电路的输入端进行存储，并送到高频头的输入端控制高频头的工作；高频头在中央处理器的控制下将高频信号解调为音视频信号，高频头的输出端将其中视频信号送到驱动电路的输入端，对与其相连的外接的显示设备或录像设备进行驱动，而高频头的输出端将音频信号直接送给外接的扩音设备进行播放；从8只高频头的音视频信号输出端并联出8路音视频信号送到8选1视频监视电路和8选1音频监视电路的输入端，通过中央处理器的输出端口对8选1监视电路进行控制，使8选1监视电路的输出端可以输出任何一路音视频信号，其中音频信号直接送给扩音设备进行播放，而视频信号送到射随驱动电路的输入端，经过驱动后的视频信号送给外接的显示设备或录像设备。

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