CN215453105U - 一种视频分路控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视频分路控制装置，包括密封箱体，密封箱体内安装有主板、控制板；控制板上的CPU分别连接有内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块；本实用新型通过在主机上加装控制板，且在控制板内集成CPU、内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块，可以用简单的电路实现一路视频信号输入、十二路视频信号输出，拓展了视频信号输出端口，实现了多路视频分路。

Description

一种视频分路控制装置

技术领域

本实用新型属于视频分路控制技术领域，尤其涉及一种视频分路控制装置。

背景技术

视频监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆、网线、光纤将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右的动作进行控制及对镜头进行调焦变倍的操作，并可通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。

传统的分路器是在视频监控技术中的一路视频信号分为两路视频信号分别进行输出，进而提供给不同的监控点。但是，传统的视频分路器受到内部复杂电路结构的影响，当需要将一路视频分为多路视频信号时，其内部电路复杂度往往成指数级增加，所以市面上通常很少见八路以上的视频分路器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种视频分路控制装置，简化的视频分路器的内部电路结构，以实现多路视频分路。

本实用新型采用以下技术方案：一种视频分路控制装置，包括密封箱体，密封箱体内设置有主板和控制板；

控制板上的CPU分别连接有内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块；

CPU芯片选用STM32H743IIT6，主控芯片STM32H743IIT6的多个FMC引脚连接至内存，内存用于存储12路PAL输出的视频文件；

主控芯片STM32H743IIT6的SPI1引脚连接至AD采集模块，AD采集模块用于采集控制装置的电压值；

主控芯片STM32H743IIT6的RGB引脚连接至视频转换模块，视频转换模块用于RGB视频信号转换成PAL信号并输出至12路PAL输出模块；

主控芯片STM32H743IIT6控制12路PAL输出模块的输出，12路PAL输出模块用于将3路PAL视频信号输出至12路显示设备；

电源转换模块用于将28V电源转换为控制板所需供电电压。

进一步地，AD采集模块采用芯片AD7606BSTZ-4；

芯片AD7606BSTZ-4的第49-50-51-52-57-58-59-60引脚接4路AD采集的电压；外部4路电压分压后通过芯片ADA4666进行缓冲，再通过光耦HCNR201进行隔离。

进一步地，内存采用芯片MT29F4G08，芯片MT29F4G08的供电为+3.3V，挂载在CPU的FMC接口上。

进一步地，视频转换模块采用芯片CH7026，芯片CH7026的D0～D15引脚、DE/CSB引脚、V引脚和H/WEB引脚分别连接主控芯片STM32H743IIT6的多个RGB引脚，用于将主控芯片STM32H743IIT6输出的RGB视频信号转换成PAL视频信号；

芯片CH7026的第25-27-29引脚分别连接至12路PAL输出模块的输入端；

芯片CH7026的第8-12-24-28-37-49-51引脚接+3.3V，第10-14-18-44-45引脚接+2.5V，第69引脚接+1.8V。

进一步地，12路PAL输出模块采用芯片ADV3205；

芯片ADV3205的第58-60-62引脚分别连接芯片CH7026的CH DAC0引脚、CH DAC1引脚和CH DAC2引脚，用于三路视频信号的输入；

芯片ADV3205的OUT02～OUT13引脚分别接视频缓冲电路后连接至外部视频信号接收设备。

进一步地，电源转换模块包括并联设置的芯片VRB2405ZP-10WR3、两个芯片WRA2805D-3WR2、AMS1117-1.8、AMS1117-2.5、AMS1117-3.3和芯片VRA_ZP-6WR3；

芯片VRA_ZP-6WR3用于将外部28V转换为±5V，给12路PAL输出模块供电；

两个芯片WRA2805D-3WR2用于将外部28V转换为两路±5V，给AD采集模块供电；

芯片VRB2405ZP-10WR用于将外部28V转成5V电源后为芯片AMS1117-1.8、AMS1117-2.5和AMS1117-3.3提供输入电压，AMS1117-1.8芯片将5V转换成1.8V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成2.5V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成3.3V，为芯片U5、芯片U1、芯片U12、芯片U8、芯片U4、芯片U29、芯片U7、芯片U20、和视频缓冲电路供电。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在主机上加装控制板，且在控制板内集成CPU、内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块，可以用简单的电路实现一路视频信号输入、十二路视频信号输出，拓展了视频信号输出端口，实现了多路视频分路。

附图说明

图1为本实用新型实施例中主控芯片STM32H743IIT6的原理图；

图2为本实用新型实施例中主控芯片STM32H743IIT6的外围电路原理图；

图3为本实用新型实施例中以太网接口的原理图；

图4位本实施例中的NAND FLASH原理图；

图5为本实施例中的SDRAM原理图；

图6为本实施例中AD采集模块的原理图；

图7为本实施例中AD采集模块调整电路的原理图

图8为本实施例中AD采集模块另一调整电路的原理图；

图9为本实施例中视频转换模块的原理图；

图10为本实施例中12路PAL输出模块的原理图；

图11为本实施例中12路PAL输出模块的视频缓冲电路原理图；

图12为本实施例中电源转换模块的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型公开了一种视频分路控制装置，包括密封箱体，密封箱体内设置有主板、控制板；控制板上装有包括CPU，CPU分别连接有内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块。

在本实施例中主板选用ITX-M67主板，其集成

I7 6660U 2.4GHz双核处理器，具有超强的图形处理能力及应用计算能力。支持双通道SODIMM DDR3L1600Mhz内存，最大支持16GB；集成

Iris^TMGraphics 540/550核心显卡，支持VGA、HDMI、LVDS或EDP显示输出。提供2个Intel WGI211AT千兆网卡，支持6个串行接口，支持1个MSATA标准插槽以及Mini-PCIE接口。其各项指标为：供电：12V；外形尺寸：170mm×170mm；工作温度：-10℃～60℃；工作湿度：5～95％相对湿度，无冷凝；存储温度：-20℃～70℃；1个VGA接口；1个HDMI接口；1个双通道24bit LVDS接口；1路LVDS背光供电接口；2个千兆网接口；集成ALC662 6声道高保真音频控制器，支持MIC、Line_out、功放；1个Mini-PCIE插槽；1路PCIE接口；1个MSATA插槽，支持Intel协议的SSD固态硬盘，传输速度可达6Gbps；2路USB接口；6路RS232串行接口，其中COM2/COM4支持RS422/485。

本实施例中控制装置还包括电源板，其将外部220V电源转换为28V/150W、+12V/60W和-12V/15W；±12V：主板供电、控制板供电、航插输出；28V：控制板供电、航插输出。

在本实施例中，如图1、图2所示，CPU选用主控芯片STM32H743IIT6，主控芯片STM32H743IIT6的多个FMC引脚连接至内存，内存用于存储外部设备采集的视频文件；主控芯片STM32H743IIT6的SPI1引脚连接至AD采集模块，AD采集模块用于采集所述控制装置的电压值；主控芯片STM32H743IIT6的RGB引脚连接至视频转换模块，视频转换模块用于RGB视频信号转换成PAL信号并输出至所述12路PAL输出模块；主主控芯片STM32H743IIT6用于控制12路PAL输出模块的输出，所述12路PAL输出模块用于将3路PAL视频信号根据实际需求输出至12路显示设备；电源转换模块用于将28V电源转换为控制板各芯片所需供电电压。

本实施例中，主控芯片可完成以下功能：2路差分音频信号输出；同时输出最大输出12路信号；4路AD采集，其中2路28V电压值，1路+12V，1路-12V电压值，精度不小于12bit。

CPU芯片STM32H743IIT6，封装为LQFP176，FLASH为2MB，SRAM为1060KB。该芯片采用六级流水线，自带指令和数据Cache、集成JPEG编解码器、集成双精度硬件浮点计算单元(DPFPU)和DSP指令，并具有1060KB SRAM、2048KB FLASH、18个16位定时器、2个32位定时器、4个DMA控制器、6个SPI、1个QSPI接口、3个全双工I2S、4个SAI、4个IIC、9个串口、2个USB(支持HOST/SLAVE)、2个CAN、3个16位ADC、2个12位DAC、1个SPDIF RX接口、1个RTC(带日历功能)、2个SDMMC接口、1个FMC接口、1个TFTLCD控制器(LTDC)、1个10/100M以太网MAC控制器、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器、以及140个通用IO口等。

本实施例中控制板板载了一个以太网接口(RJ45)，其原理图如图3所示。STM32H743内部自带网络MAC控制器，所以只需要外加一个PHY芯片，即可实现网络通讯功能。本实施例中选择的是LAN8720A芯片作为STM32H743的PHY芯片，该芯片采用RMII接口与STM32H743通讯，占用IO较少，且支持auto mdix(即可自动识别交叉/直线网络)功能。板载一个自带网络变压器的RJ45头，一起组成一个10M/100M自适应网卡。

在一个实施例中，控制板板载了一个NAND FLASH，如图4所示，该NAND FLASH型号为MT29F4G08，容量为512M字节。该芯片挂载在STM32H743的FMC接口上，可以大大扩展STM32的存储空间，可以实现海量数据存储。

控制板还板载了一个SDRAM，如图5所示，该SDRAM型号为W9825G6KH，容量为32M字节。该芯片同样是挂载在STM32H743的FMC接口上，可以大大扩展STM32的内存。

在本实施例中，AD采集模块采用芯片AD7606BSTZ-4，是一款集成式4通道同步采样数据采集系统，片内集成输入放大器、过压保护电路、二阶模拟抗混叠滤波器、模拟多路复用器，16位200kSPS SAR ADC和一个数字滤波器，2.5V基准电压源，基准电压缓冲以及高速串行和并行接口。原理图如图6、图7、图8所示。

具体的，AD采集模块采用芯片AD7606BSTZ-4；芯片AD7606BSTZ-4的第49-50-51-52-57-58-59-60引脚接4路AD采集的电压。外部4路电压分压后通过芯片ADA4666进行缓冲后通过光耦HCNR201进行隔离。

在一个实施例中，视频转换芯片选用CH7026，可以将一路RGB转换为四路PAL信号输出，原理图如图9所示，频转换模块采用芯片CH7026，所述芯片CH7026的D0～D15引脚、DE/CSB引脚、V引脚和H/WEB引脚分别连接所述主控芯片STM32H743IIT6的RGB引脚，用于将主控芯片STM32H743IIT6输出的RGB视频信号转换成PAL视频信号；所述芯片CH7026的第25-27-29引脚分别连接至所述12路PAL输出模块的输入端；所述芯片CH7026的第8-12-24-28-37-49-51引脚接+3.3V，第10-14-18-44-45引脚接+2.5V，第69引脚接+1.8V。

在一个实施例中，如图10所示，12路PAL输出模块采用芯片ADV3205。控制芯片选择ADV3205，是一款完全缓冲式交叉点开关矩阵，采用±5V电源供电，非常适合视频应用。该芯片具有出色的串扰性能，并且所有输入和输出周围均提供接地/电源引脚，能够为要求最严苛的应用提供额外的屏蔽功能。其原理图如图10所示。

该芯片ADV3205的第58-60-62引脚分别连接所述芯片CH7026的CH_DAC0引脚、CH_DAC1引脚和CH_DAC2引脚，用于三路视频信号的输入；芯片ADV3205的OUT02～OUT13引脚分别接视频缓冲电路后连接至外部视频信号接收设备。

作为一种具体的实现方式，如图12所示，电源转换用以将28V电源转换成控制板内部其他芯片所需的电源。电源转换模块包括并联设置的芯片VRB2405ZP-10WR3、两个芯片WRA2805D-3WR2、AMS1117-1.8、AMS1117-2.5、AMS1117-3.3和芯片VRA_ZP-6WR3；芯片VRA_ZP-6WR3用于将外部28V转换为±5V，给所述12路PAL输出模块供电；两个芯片WRA2805D-3WR2用于将外部28V转换为两路±5V，给所述AD采集模块供电；芯片VRB2405ZP-10WR用于将外部28V转成5V电源后为芯片AMS1117-1.8、AMS1117-2.5和AMS1117-3.3提供输入电压，AMS1117-1.8芯片将5V转换成1.8V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成2.5V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成3.3V，为芯片U5、芯片U1、芯片U12、芯片U8、芯片U4、芯片U29、芯片U7、芯片U20、和视频缓冲电路供电。

本实施例中，还包括显示屏，显示屏组件实现整个设备的控制和管理。液晶显示屏是人机交互的直接途径。所选显示屏组件为15.6〞，对外接口为LVDS。

关于该控制装置的对外接口，包括220V供电插座；2路USB；SATA3接口插槽；J599/20FE35PN：28V供电(150W)、AD采集(28V、±12V)、2路音频信号、2路RS232、2路RS422发送；J599/20FE27PN：6路PAL输出；J599/20FE27SN：6路PAL输出、1路PAL输入。J599/20FC35PN：28V供电(25W)、±12V供电、1路RS422接收。

通过上述的设计，本实施例具有如下技术指标：

输出12路标准PAL视频信号，视频源可通过软件选择；采集取2路28V电压值，1路+12V，1路-12V电压值，精度不小于12bit；具有音视频记录卡(型号：HbFA21-12/K)插槽，采用SATA3接口，可读写、删除、格式化其中文件；2路标准RS422接口；2路标准RS232接口；1路千兆网口；2个USB接口；输出2路DC28电源；输出DC±12V电源；操作系统：Windows7；音视频播放时画面和声音流畅无卡顿、画面无异常。

性能指标：

PAL分辨率：720×576，25Hz；输出DC28电源1，功率≥150W；输出DC28电源2，28±1％，功率≥25W，纹波≤280mV；输出DC±12V电源，±12V±5％，+12V电源功率≥8W，纹波≤120mV，-12V电流≥0.2A，纹波≤120mV，±12V、5V电源输出共地。

本实施例中控制装置的使用环境为：贮存温度：-20～+70℃；工作温度：-10～+60℃；相对湿度上限：95％(+60℃时，不凝结)；运输振动试验：3级公路，50KM。

该视频控制系统结构采用铝铣切件拼接组成，主要分为机箱、键盘面板及显示屏三大部分，外形尺寸不大于500mm×300mm×100mm(不含插座接口)；视频控制系统重量不大于10Kg。

具体硬件配套详见下表。

Claims (6)

1.一种视频分路控制装置，其特征在于，包括密封箱体，所述密封箱体内设置有主板和控制板；

所述控制板上的CPU分别连接有内存、AD采集模块、视频转换模块、12路PAL输出模块和电源转换模块；

所述CPU选用STM32H743IIT6为主控芯片，所述主控芯片STM32H743IIT6的多个FMC引脚连接至内存，所述内存用于存储12路PAL输出的视频文件；

所述主控芯片STM32H743IIT6的SPI1引脚连接至AD采集模块，所述AD采集模块用于采集所述控制装置的电压值；

所述主控芯片STM32H743IIT6的RGB引脚连接至视频转换模块，所述视频转换模块用于RGB视频信号转换成PAL信号并输出至所述12路PAL输出模块；

所述主控芯片STM32H743IIT6控制12路PAL输出模块的输出，所述12路PAL输出模块用于将3路PAL视频信号输出至12路显示设备；

所述电源转换模块用于将28V电源转换为控制板所需供电电压。

2.如权利要求1所述的一种视频分路控制装置，其特征在于，所述AD采集模块采用芯片AD7606BSTZ-4；

所述芯片AD7606BSTZ-4的第49-50-51-52-57-58-59-60引脚接4路AD采集的电压；外部4路电压分压后通过芯片ADA4666进行缓冲，再通过光耦HCNR201进行隔离。

3.如权利要求2所述的一种视频分路控制装置，其特征在于，所述内存采用芯片MT29F4G08，所述芯片MT29F4G08的供电为+3.3V，挂载在所述CPU的FMC接口上。

4.如权利要求3所述的一种视频分路控制装置，其特征在于，所述视频转换模块采用芯片CH7026，所述芯片CH7026的D0～D15引脚、DE/CSB引脚、V引脚和H/WEB引脚分别连接所述主控芯片STM32H743IIT6的多个RGB引脚，用于将主控芯片STM32H743IIT6输出的RGB视频信号转换成PAL视频信号；

所述芯片CH7026的第25-27-29引脚分别连接至所述12路PAL输出模块的输入端；

所述芯片CH7026的第8-12-24-28-37-49-51引脚接+3.3V，第10-14-18-44-45引脚接+2.5V，第69引脚接+1.8V。

5.如权利要求1-4任一所述的一种视频分路控制装置，其特征在于，所述12路PAL输出模块采用芯片ADV3205；

所述芯片ADV3205的第58-60-62引脚分别连接所述芯片CH7026的CH DAC0引脚、CHDAC1引脚和CH DAC2引脚，用于三路视频信号的输入；

所述芯片ADV3205的OUT02～OUT13引脚分别接视频缓冲电路后连接至外部视频信号接收设备。

6.如权利要求5所述的一种视频分路控制装置，其特征在于，所述电源转换模块包括并联设置的芯片VRB2405ZP-10WR3、两个芯片WRA2805D-3WR2、AMS1117-1.8、AMS1117-2.5、AMS1117-3.3和芯片VRA_ZP-6WR3；

芯片VRA_ZP-6WR3用于将外部28V转换为±5V，给所述12路PAL输出模块供电；

两个所述芯片WRA2805D-3WR2用于将外部28V转换为两路±5V，给所述AD采集模块供电；

所述芯片VRB2405ZP-10WR用于将外部28V转成5V电源后为芯片AMS1117-1.8、AMS1117-2.5和AMS1117-3.3提供输入电压，AMS1117-1.8芯片将5V转换成1.8V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成2.5V，为芯片CH7026供电；AMS1117-2.5芯片将5V转换成3.3V，为芯片U5、芯片U1、芯片U12、芯片U8、芯片U4、芯片U29、芯片U7、芯片U20、和视频缓冲电路供电。

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