专利名称：一种可管理的视频矩阵切换设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及视频矩阵切换与设备管理软件技术，具体来说是应用于视频输入输出矩阵切换以及可管理的、易维护的一种功能设备。
背景技术：
随着舰船技术的发展和军用需求功能的不断丰富，现代军用舰船装载着大量的电子和机械设备，同时人为的活动贯穿着整个航行和相关重要任务中，为了能够及时且集中的监控到一些重要设备的运行状况和相关重要任务的现场情况，按照需求分发到相关的监控部门，同时可以通过主机中的切换设备管理软件对设备进行监控和管理，设备可通过管理软件接受网络对设备进行的远程控制，需要研制一种视频输入输出矩阵切换以及可管理的、易维修的功能设备。同时对于军用设备需要满足在许多恶劣环境如高温、高湿、振动冲击、电磁干扰等应用场合下能够正常工作，设备可靠性就显得十分重要。因此，视频矩阵切换设备需采用一定的先天加固措施，才能满足恶劣环境下对高温、高湿、振动冲击、电磁干扰等各项环境的适应性要求。为此需要设计一种可管理的视频矩阵切换装置，嵌装到标准显控台中，使用显控台中的触摸屏控制视频矩阵切换，进行8路视频输入与16路视频输出矩阵切换。可通过显控台中的设备管理软件对设备进行状态监控和切换管理，控制网络远程操作。也可通过直通输出可以对8路输入视频进行物理检测，同时设备也能满足恶劣环境下对高温、高湿、振动冲击、电磁干扰等各项环境的适应性要求。
发明内容本实用新型目的是提供一种可管理的视频矩阵切换设备，通过使用显控台中的触摸屏控制视频矩阵切换，完成8路视频输入与16路视频输出矩阵切换功能，可通过显控台中的设备管理软件对设备进行状态监控和切换管理，控制网络远程操作。也可通过直通输出可以对8路输入视频进行物理检测，同时设备也能满足恶劣环境下对高温、高湿、振动冲击、电磁干扰等各项环境的适应性要求。一种可管理的视频矩阵切换设备，通过使用显控台的触摸屏控制视频矩阵切换， 完成8路视频输入与16路视频输出矩阵切换功能，通过使用该设备的管理软件可实现对切换设备进行通道状态与设备运行状态监控、视频矩阵切换控制和远程矩阵切换控制等功能，同时可以通过8路视频直通输出进行物理检测输入视频信号是否正常。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。W77E58单片机模块分别通过P3串口与主机相连，P0、P2 I/O 口与AD8115视频矩阵切换模块相连，P1、P2 I/O 口与FPGA视频检测模块相连。AD8115视频矩阵切换模块分别通过内部总线A0-A3、D0-D4、PIN94_PIN100与单片
3机相连，8个视频输入端IN0-IN8、16路视频输出端0UT0-0UT15与AD80M视频驱动模块相连，AD80M视频驱动模块每片可以驱动4路视频信号，根据驱动路数选择芯片的数量。AD80M视频驱动模块A分别连接设备的8路视频输入接口和AD8115视频矩阵切换模块的视频输入端IN0-IN8。AD8054视频驱动模块B分别连接设备的8路视频输入接口、8路直通输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C芯片的Composite Video In 0_7端。AD80M 视频驱动模块C分别连接AD8115视频矩阵切换模块的视频输出端0UT0-0UT15、16路视频输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C芯片的Composite Video In 8-23端。AD80M视频驱动模块通过视频输入段IN与输入信号连接，所述的FPGA视频检测模块由M片EL1881C和1片Xilinx XC3S2000芯片组成，FPGA 视频检测模块分别通过 EL1881C 的 Composite Video In 0-23 与 AD80M 视频驱动模块8、(相连，通过咒352000 0UT0-0UT9与单片机的P1、P2 1/0 口相连。可管理的视频矩阵切换设备是這样实現的先将8路输入视频各分成两路，其中8 路再次分为两路，每路通过AD8054AR芯片进行信号驱动，一路经过驱动后进入FPGA检测电路，FPGA电路对输入视频信号进行检测并将状态反馈给单片机，一路经过驱动后直通输出至显控台的操控台，直通输出可作为物理手段检测输入视频信号是否正常。另外8路通过集成电路AD8115ASTZ芯片处理输出16路视频信号，16路视频输出信号分成两路，每路通过AD8054AR芯片进行信号驱动，1路过FPGA检测电路，FPGA电路对输出视频信号进行检测并将状态反馈给单片机，1路输出至外部端口，16路视频输出信号可以矩阵切换到8路输入视频信号中的任意一路。对AD8115ASTZ芯片的矩阵切换控制采用单片机对其进行控制，单片机采用W77E58芯片，单片机与AD8115ASTZ通过内部总线进行数据传输、芯片控制、 通道状态监控，单片机同时也接受信号检测模块的状态反馈信息。单片机与显控台主机采用串口 RS232通信，对主机发过来的指令进行解析后发给AD8115ASTZ芯片完成相关的切换功能。同时单片将监控到的整个视频矩阵切换设备的工作状态信息通过串口反馈给主机， 显控台通过该设备的管理软件对设备进行状态监控和切换管理，同时可选择是否允许网络远程控制通道切换以及可通过客户端进行操作。可管理的视频矩阵切换设备采用金属的壳体密封，金属壳体的缝隙处垫了导电橡胶并用螺钉锁紧，壳体的两侧设计了 4颗螺钉的安装孔，用于固定在显控台平板显示器后面或显控台内部，对外接口连接器选用广泛应用于船舶、航空领域的Y27系列航空连接器与K9-4/BNC-75KFD1视频插座插头，具备连接可靠性高，抗振性能好，防电磁干扰等特点。本智力成果的有益效果在于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。
[0015]图1是本实用新型提供的可管理的视频矩阵切换设备的原理框图。图2 a b c是本实用新型提供的可管理的视频矩阵切换设备的正面外形结构图。图3 a b是本实用新型提供的可管理的视频矩阵切换设备的反面外形结抅图图4是本实用新型提供的可管理的视频矩阵切换设备的对外接口布局与标识图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地详细描述。如附图1所示。1)硬件设计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。W77E58单片机模块以Winbond公司的W77E58单片机为核心，分别通过P3串口与主机相连，P0、P2 I/O 口与AD8115视频矩阵切换模块相连，P1、P2 I/O 口与FPGA视频检测模块相连。通过串口接受来自主机的协议然处理后发送给AD8115视频矩阵切换模块进行矩阵切换。通过I/O 口接受FPGA视频检测模块发送过来的检测信息，结合单片机本身和 AD8115视频矩阵切换模的状态信息综合处理后通过串口发送给主机供设备管理软件使用。AD8115视频矩阵切换模块以AD公司的AD8115ASTZ芯片为核心，分别通过内部总线A0-A3、D0-D4、PIN94-PIN100与单片机相连，8个视频输入端IN0_IN8、16路视频输出端 0UT0-0UT15与AD80M视频驱动模块相连，通过内部总线接受单片机指令，完成视频信号8 路输入和16路输出的矩阵切换功能。AD8054视频驱动模块以AD公司的AD80M芯片为核心，每片AD80M可以驱动4路视频信号，根据驱动路数选择芯片的数量。AD80M视频驱动模块A分别连接设备的8路视频输入接口和AD8115视频矩阵切换模块的视频输入端IN0-IN8。AD80M视频驱动模块B 分别连接设备的8路视频输入接口、8路直通输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C芯片的Composite Video In 0-7端。AD80M视频驱动模块C分别连接AD8115视频矩阵切换模块的视频输出端0UT0-0UT15、16路视频输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C芯片的 Composite Video In 8_23端。AD80M视频驱动模块通过视频输入段IN与输入信号连接， 视频输出端OUT与输出信号连接完成视频信号的驱动与增益。FPGA视频检测模块由24片EL1881C和1片Xilinx XC3S2000芯片组成，EL1881C对输入的视频是否正常进行检测，通过场同步信号发送给)(C3S2000，XC3S2000接受EL1881C8 对8路视频输入和16路视频输出检测信号，综合处理后进行编码发送给单片机。FPGA视频检测模块分别通过EL1881C的Composite Video In 0_23与AD80M视频驱动模块B、C相连，通过XC3S2000 0UT0-0UT9与单片机的P1、P2 1/0 口相连。总体来说可管理的视频矩阵切换设备通过AD8115视频矩阵切换模块完成8路视频输入与16路视频输出矩阵切换。W77E58单片机模块通过内部总线与AD8115视频矩阵切换模块相连，通过串口与显控台相连，接受主机的控制命令，解析后发送指令给矩阵切换模块完成矩阵切换功能。FPGA视频检测模块通过Composite Video h端与8路输入视频和 16路输出视频相连，通过)(C3S2000 0UT0-0UT9与单片机的P1、P2 1/0 口相连，进行视频信号检测并编码发送给单片机，完成视频信号检测功能。AD80M视频驱动模块与视频输入输出相连，完成视频驱动与增益功能。[0027]2)软件设计软件包括视频切换设备底层软件和设备管理软件。a)底层软件，视频切换设备中使用了 W77E58单片机，对视频切换设备进行系统控制和状态监控。其中采用的是MSC-51单片机汇编语言，单片机采用的是方式10位异步通讯方式。其中之1个起始位，8个数据位，1个停止位，波特率=9600位/S。单片机与终端设备主机之间通信格式如下
权利要求1.一种可管理的视频矩阵切换设备，其特征在于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、AD80M视频驱动模块、FPGA视频检测模块等功能模块；W77E58单片机模块分别通过P3串口与主机相连，P0、P2 I/O 口与AD8115视频矩阵切换模块相连，P1、P2 I/O 口与FPGA视频检测模块相连；AD8115视频矩阵切换模块分别通过内部总线A0-A3、D0-D4、PIN94-PIN100与单片机相连，8个视频输入端IN0-IN8、16 路视频输出端0UT0-0UT15与AD80M视频驱动模块相连；AD80M视频驱动模块每片可以驱动4路视频信号，根据驱动路数选择芯片的数量，AD80M视频驱动模块A分别连接设备的 8路视频输入接口和AD8115视频矩阵切换模块的视频输入端IN0-IN8，AD80M视频驱动模块B分别连接设备的8路视频输入接口、8路直通输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C 芯片的Composite Video In 0_7端，AD80M视频驱动模块C分别连接AD8115视频矩阵切换模块的视频输出端0UT0-0UT15、16路视频输出接口和FPGA视频检测模块EL1881C芯片的Composite Video In 8-23端，AD80M视频驱动模块通过视频输入段IN与输入信号连。
2.根据权利要求1所述的可管理的视频矩阵切换设备，其特征是FPGA视频检测模块由 24 片 EL1881C和 1 片 Xilinx XC3S2000 芯片组成，分别通过EL1881C 的 Composite Video In 0-23与AD8054视频驱动模块B、C相连，通过XC3S2000 0UT0-0UT9与单片机的Pl、P2 1/0 口相连。
3.根据权利要求1所述的可管理的视频矩阵切换设备，其特征是采用金属的壳体密封，金属壳体的缝隙处垫了导电橡胶并用螺钉锁紧，壳体的两侧设计了 4颗螺钉的安装孔， 用于固定在显控台平板显示器后面或显控台内部，对外接口连接器选用广泛应用于船舶、 航空领域的Y27系列航空连接器与K9-4/BNC-75KFD1视频插座插头。
专利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。
文档编号H04N5/268GK202276408SQ201120419059
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者韩绍泽 申请人:韩绍泽