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教學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)
（作者未知） 2011/6/21
摘要：教學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)利用原有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用最新的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的芯片技術(shù)，再加上一些電路設(shè)計(jì)和編程手段；最終實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控教學(xué)過程的目的。
關(guān)鍵詞：教學(xué) 監(jiān)控 系統(tǒng)
0 引言
隨著科技的發(fā)展，為了通訊的便利，當(dāng)代的大學(xué)校園里網(wǎng)線密布；為了校園安全，不管是教室或者是戶外，大家隨處都可以看到監(jiān)控?cái)z像頭。
上學(xué)期，看到學(xué)校各個(gè)教室都安裝了攝像頭，為教學(xué)和安全提供了方便，但看到新建教室又是打孔、又是布線。不僅工程量龐大，消耗大量的錢力物力，還會(huì)破壞新建的建筑。心里產(chǎn)生個(gè)想法：能不能用各教室早已布好的網(wǎng)絡(luò)線來傳輸視頻信號(hào)？
通過上網(wǎng)查詢大量的資料，我的想法得到了肯定。眾所周知，雙絞線一共八根線，八根線的布線規(guī)則是1236線有用，4578線閑置。我想利用閑置的4578線來進(jìn)行視頻信號(hào)的傳輸。要攻克的重點(diǎn)就是：如何將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成差分信號(hào)再由差分信號(hào)轉(zhuǎn)變成視頻信號(hào)；差分信號(hào)可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。我查詢到MAX公司有這樣一種芯片可以解決這個(gè)難題。查到后，我開始研究這個(gè)芯片的原理。運(yùn)用這個(gè)芯片，我們就可以把攝像頭圖像傳送到監(jiān)控室的屏幕上。為了在屏幕上看到不同教室攝像頭所拍的圖像，我們還通過MAX生產(chǎn)的芯片完成多路的切換。
1 產(chǎn)品論證階段的過程
主要有三部分組成：①視頻部分轉(zhuǎn)換②視頻切換器，完成16選1的功能，16位輸入可任意一位輸出③由計(jì)算機(jī)控制的視頻切換。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)開發(fā)的功能。假設(shè)要給一所學(xué)校安裝監(jiān)控器，選擇了雙絞線傳輸方式，因?yàn)閯e的傳輸方式須布線，很復(fù)雜，所以我們選擇了已布置好的校園網(wǎng)———雙絞線傳輸方式，它可以不用再布置信號(hào)傳輸線和施工少，而且不需要打孔。雙絞線是8根芯線，雙絞線實(shí)際上只利用了的4根1、2、3、6這四根是有用的數(shù)據(jù)傳輸，4、5、7、8閑置不用，利用這個(gè)特點(diǎn)，用4、5、7、8將攝像頭的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分，差分信號(hào)在轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，用單片機(jī)來控制視頻切換，用計(jì)算機(jī)來控制視頻切換器。接RJ45與其同時(shí)輸出。所以必須通過幾種芯片來進(jìn)行雙絞線的視頻傳輸。經(jīng)過老師的指點(diǎn)，我們的想法得到肯定，視頻切換器主要是將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，把網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接在交換機(jī)上，還維持原網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。我是利用MAX的芯片來進(jìn)行的視頻傳輸。視頻傳輸16個(gè)攝像頭，最后的效果是經(jīng)過雙絞線傳輸?shù)娇偙O(jiān)控室，通過視頻切換控制，實(shí)現(xiàn)16轉(zhuǎn)1的視頻監(jiān)控目標(biāo)。
2 視頻部分轉(zhuǎn)換
視頻部分轉(zhuǎn)換部分是將攝像頭的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為雙絞傳輸?shù)牟罘中盘?hào)；視頻信號(hào)的雙絞線傳輸原理：按照線路的形式，傳輸線可分為非平衡式和平衡式兩種。同軸電纜屬于非平衡傳輸線，雙絞線屬于平衡傳輸線。視頻設(shè)備，包括信號(hào)源及顯示設(shè)備，其接口通常是非平衡式，因此，可直接與同軸電纜匹配連接。要用雙絞線傳輸視頻信號(hào)，必需在發(fā)送端將非平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為平衡信號(hào)；以便驅(qū)動(dòng)雙絞線，在接收端再將平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為非平衡信號(hào)，與顯示設(shè)備連接。A1是差分信號(hào)發(fā)送放大器，完成非平衡到平衡的轉(zhuǎn)換，A2是差分信號(hào)接收放大器，完成平衡到非平衡的轉(zhuǎn)換。
視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的具體電路，是用美信公司的MAX4447實(shí)現(xiàn)。
3 視頻切換器
既然要實(shí)現(xiàn)視頻切換，首先必須將網(wǎng)線傳輸?shù)牟罘中盘?hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)；這部分功能是由MAX4444完成的
將視頻信號(hào)進(jìn)行16選1的輸出又是如何實(shí)現(xiàn)的？
MAX公司有款芯片——MAX4315；具有8路視頻輸入1路視頻輸出的功能，當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)16選1我們用兩片MAX4315就可以了。通過增加MAX4315的數(shù)量還可以實(shí)現(xiàn)更多路的輸入和輸出，現(xiàn)在我們僅就16選1進(jìn)行分析。由于MAX4315是8選1輸出，那么兩片MAX4315就有兩路輸出，我們想設(shè)計(jì)成1路輸出；因此；還要增加一路2選1的控制電路。這個(gè)電路是由MAX4310承擔(dān)。然而；把這些芯片組合起來，實(shí)現(xiàn)16選1的要求，必須有總控芯片，該芯片就是89C51單片機(jī)。利用89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制。邏輯圖如下：
4 產(chǎn)品調(diào)試編程階段
繪制完邏輯圖后就要利用邏輯圖完成了框圖、地址表的繪制。最后進(jìn)行產(chǎn)品調(diào)試和編程。
總之，教學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)是巧妙地利用原有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用最新的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)的芯片技術(shù)，再加上一些電路設(shè)計(jì)和編程手段；最終實(shí)現(xiàn)了16轉(zhuǎn)1的視頻監(jiān)控教學(xué)過程的目的。
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