专利名称：一种中央控制矩阵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中央控制矩阵，具体地说，是一种应用于安防监控领域后端
大屏幕拼接幕墙、实现集中控制的连接矩阵。
背景技术：
在一些应用场所，例如公安局110报警中心、铁路(地铁)、港口、码头监视系统、智 能交通管理监控中心、电力调度监控系统、大型厂矿监控系统、金融管理监控系统、电视台 或大型演播中心监视幕墙等，都有大屏幕拼接幕墙的应用。 拼接幕墙一般由少则几台，多则上百台的监视器按一定的规则排列，垒叠而成。这 些监视器可能具有拼接功能，例如液晶拼接幕墙，其功能是多个液晶显示单元拼接成一个 大屏显示，可以在上面显示一个完整的图像，也可以任意开窗口，图像叠加，跨屏拼接，图像 漫游。 在这些视频监控中心，往往需要调控很多的前端信号，包括视频信号，VGA信号，
DVI信号等等，例如平安城市工程，大街小巷都装有摄像机，这个视频信号源是数以万计的。
对于这些视频信号，人们可以通过系统平台、数字矩阵、视频矩阵、VGA矩阵、DVI矩阵等来
进行图像的切换和调控，达到要监视哪路信号就监视哪路信号的目的。 但是，在这些监控中心，每一台设备，包括监视器、矩阵等各种设备的控制信号，却
难以实现任意的切换和调控。目前的系统，特别是同时有几十上百台监视器的监控中心，对
设备的控制，存在以下问题 1、控制源有多种，控制复杂。有的设备采用遥控的方式，有的采用串口RS232的方 式，有的采用网络控制的方式，还有的采用无线局域网的方式。 2、对于拼接幕墙，往往采用串行通信的方式，容易造成因某一段通信线缆断路而 造成系统失控。 3、对于拼接幕墙，采用遥控容易出现一呼百应的情况，难以实现对任一台监视器 单独控制。
实用新型内容针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种对控制信号进行集中控制， 提高系统可靠性的中央控制矩阵。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种中央控制矩阵，其包括并行接收
外界多个控制信号的收发模块、对各控制信号进行处理并发出控制指令的主模块、将控制
指令并行发送至对应外部设备接口的接口模块及为各模块提供电源的电源模块。 本实用新型采用控制信号并行的传输方式，能有效避免因某一段通信线缆断路而
造成系统失控，大大提高系统的可靠性。 该收发模块包括接收来自USB连接线信号的USB接口 、接收来自遥控器控制信号 的遥控模块、接收来自控制电脑或控制键盘控制信号的串口模块、接收来自无线局域网的控制信号的无线模块及接收来自系统网络控制信号的网络模块。 进一步地，所述主模块包括处理器、多个通用同步/异步收发器、以太网媒体访问 控制器、多个USB、外部总线接口、闪存、多个同步串行控制器、多个主/从串行外设接口、定 时器、一个管理各总线主控器之间优先级的可编程判别器来、一个优先中断控制器、RC震荡 电路、锁相环电路、实时的周期间隔定时器、监视定时器、复位和关闭控制器以及后备寄存器。 所述接口模块包括扩展电路、电平转换模块及多个用于连接外部设备接口的输出 接口 ，主模块依次通过扩展电路、电平转换模块连接至输出接口 。 所述遥控模块包括接收来自遥控器控制信号的红外遥控接收器、单片机及其相应 电路。 所述串口模块包括光电隔离器、与上位机控制电脑或控制键盘相连接的串口接口
及其接口电路，主模块依次通过光电隔离器、接口电路与串口接口连接。 所述无线模块包括无线网络驱动器、Wi-Fi无线网络控制、Wi-Fi射频发射以及相
应电路。 所述网络模块包括网络驱动电路、网络实体层收发器及网络接口。 该矩阵还包括用于接收报警器的报警信号并转发给主模块的报警模块。 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果 1、在采用大屏幕拼接幕墙的监控中心，所有的控制信号都通过中央控制矩阵传 送，达一统一协调的效果。 2、所有控制信号采用并行的传输方式，使得大屏幕拼接幕墙的可靠性更好。 3、通过中央控制矩阵，遥控器的控制指令与大屏幕拼接幕墙的监视器之间能准确 地对号入座，避免了遥控器一呼百应的问题。
图1为本实用新型的系统结构图； 图2为本实用新型的中央控制矩阵结构图； 图3为本实用新型的实施例结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。 如图1所示，一种中央控制矩阵，其包括并行接收外界多个控制信号的收发模块、 对各控制信号进行处理并发出控制指令的主模块、将控制指令并行发送至对应外部设备接 口的接口模块及为各模块提供电源的电源模块。 在系统中，各种控制信号，包括来自电脑串口的控制信号、控制键盘的信号、报警 信号、遥控器的信号、无线网络的信号以及通过局域网连接的信号不再直接传送给监视器、 拼接幕墙，而是发送给中央控制矩阵。中央控制矩阵采用并行的方式，通过输出接口 ，采用 线缆和监视器、拼接幕墙一一连接。 该收发模块包括接收来自USB连接线信号的USB接口 、接收来自遥控器控制信号 的遥控模块、接收来自控制电脑或控制键盘控制信号的串口模块、接收来自无线局域网的控制信号的无线模块及接收来自系统网络控制信号的网络模块。 所述主模块是本实用新型的软硬件电路基础，集成了多项功能。包括一个处理器； 多个通用同步/异步收发器；一个10/100以太网媒体访问控制器；多个USB设备；一个外 部总线接口，带有SDRAM、闪存以及NAND闪存；多个同步串行控制器、多个主/从串行外设 接口 、一个定时器。还包括一个可编程判别器来管理各总线主控器之间的优先级，从而确保 对中断提供确定过程序的响应。还包括一个8级别的优先中断控制器、RC震荡电路、锁相 环电路、实时的周期间隔定时器和监视定时器、复位和关闭控制器，以及后备寄存器。 如图2所示，所述接口模块用于发送控制指令，包括10扩展电路和电平转换模块。 接口模块还包括多个用于连接拼接幕墙控制信号的接口，并与拼接幕墙监视器一一对应， 接口等于多于监视器的数量。接口模块还包括多个用于连接其它设备的接口，与视频矩阵、 VGA矩阵等的通信接口连接。接口信号同时兼容RS232或RS485信号，接口可以采用RJ45 接口，也可以采用DB9接口。 所述USB接口接收来自USB连接线的信号，可由主模块提供，用于连接笔记本之类 的控制信号，也用于升级中央控制矩阵程序。 所述遥控模块包括一个单片机以及相应电路，还包括一个IR遥控接收器和一个 指示灯。遥控模块将接收到的来自遥控器的控制信号转发给主模块，由主模块处理后发送 给接口模块。 所述串口模块用于接收控制信号。包括光电隔离器以及接口电路，通信接口采用
并兼容RS232和RS485，用于与上位机控制电脑或控制键盘相连接。串口模块接收来自控制
电脑或控制键盘的控制信号后，转发给主模块，由主模块处理后通过接口模块输出。 所述无线模块用于连接无线局域网，并接收来自无线局域网的控制信号。包括无
线网络驱动器、Wi-Fi无线网络控制、Wi-Fi射频发射以及相应电路。无线模块接收来自无
线局域网的控制信号后，转发给主模块，由主模块处理后通过接口模块输出。 所述网络模块用于连接系统网络，并接收来自系统网络的控制信号。包括网络驱
动电路和网络实体层收发器，还包括网络接口。网络模块用于接收来自系统网络的控制信
号，并转发给主模块，由主模块处理后通过接口模块输出。 所述报警模块用于连接报警信号，采用电平触发。用于接收来自红外报警器或其 它报警器的报警信号，接收到报警信号后，转发给主模块处理，并由主模块通过接口模块输 出控制信号。 如图3所示，本实用新型中，主模块可以采用ATMEL的AT91SAM9260芯片，该芯片 集成工业级ARM9处理器，200MHZ频率；主模块由该芯片和外围电路构成，包括64MSDRAM ; 64-256MB NAND闪存；2-8M闪存；采用Linux操作系统，包括1路10M-100M自适应网，4路 RS232串口 ，其中1路调试串口 ， 3路通信串口 ， 1路CNN总线接口 ， 2路USB2. 0host接口 ， 1 路USB2. 0Device接口 ，带有JPIO矩阵键盘。当然本方案主模块也可以采用其它符合功能 要求的主芯片。 本实施例无线模块选用海华无线IC产品，当然也可以选用其它无线IC。海华无线 IC是Wi-Fi与Bluetooth技术结合应用，支援IEEE 802. 1 lb/g与Bluetooh 2. l+EDR标准 规格，传输距离可高达一百公尺，由海华无线IC构成的无线模块具有低功耗，尺寸小等特 点。[0041 ] 报警模块由普通电平触发电路组成。 主模块芯片带有USB接口，在实施例中采用其中两个，用于向矩阵发送升级文件 和提供USB接口控制功能。 电源模块由开关电源构成，给系统提供电源。 由于主模块芯片AT91SAM9260只提供3个通信串口，因此需要进行10扩展，本实 施例采用Lattice的LCMX0256CPLD为10 口扩展，扩展后为TTL信号，再全部进行RS232或 RS485电平转换，按矩阵输出接口的数量和规格要求，分别采用RJ45和DB9进行输出。达到 将矩阵接收到的控制信号并行输出的目的。 本实施例网络模块，采用型号为匿9161A的芯片作为以太网控制器，也可以采用 其它同功能的芯片。DM9161A是高性能的10/100Mbps以太网PHY收发器芯片。 本实施遥控模块，采用型号为89LE58RD的单片机，采用一个IR遥控接收头和一颗 指示灯，用于接收来自遥控的信号。 采用普通光电隔离器和串口接口 ，用于接收来自计算机、笔记本以及控制键盘的信号。
权利要求一种中央控制矩阵，其特征在于包括并行接收外界多个控制信号的收发模块、对各控制信号进行处理并发出控制指令的主模块、将控制指令并行发送至对应外部设备接口的接口模块及为各模块提供电源的电源模块。
2. 根据权利要求1所述的中央控制矩阵，其特征在于该收发模块包括接收来自USB连接线信号的USB接口 、接收来自遥控器控制信号的遥控模块、接收来自电脑或键盘控制信号的串口模块、接收来自无线局域网的控制信号的无线模块及接收来自系统网络控制信 号的网络模块。
3. 根据权利要求2所述的中央控制矩阵，其特征在于所述主模块包括处理器、多个通用同步/异步收发器、以太网媒体访问控制器、多个USB、外部总线接口、闪存、多个同步串 行控制器、多个主/从串行外设接口、定时器、一个管理各总线主控器之间优先级的可编程 判别器、一个优先中断控制器、RC震荡电路、锁相环电路、实时的周期间隔定时器、监视定时 器、复位和关闭控制器以及后备寄存器。
4. 根据权利要求3所述的中央控制矩阵，其特征在于所述接口模块包括扩展电路、电 平转换模块及多个用于连接外部设备接口的输出接口 ，主模块依次通过扩展电路、电平转 换模块连接至输出接口。
5. 根据权利要求4所述的中央控制矩阵，其特征在于所述遥控模块包括接收来自遥控器控制信号的红外遥控接收器、单片机及其相应电路。
6. 根据权利要求4所述的中央控制矩阵，其特征在于所述串口模块包括光电隔离器、与上位机控制电脑或控制键盘相连接的串口接口及其接口电路，主模块依次通过光电隔离 器、接口电路与串口接口连接。
7. 根据权利要求4所述的中央控制矩阵，其特征在于所述无线模块包括无线网络驱动器、Wi-Fi无线网络控制、Wi-Fi射频发射以及相应电路。
8. 根据权利要求4所述的中央控制矩阵，其特征在于所述网络模块包括网络驱动电路、网络实体层收发器及网络接口 。
9. 根据权利要求1至8任一项所述的中央控制矩阵，其特征在于该矩阵还包括用于接收报警器的报警信号并转发给主模块的报警模块。
专利摘要本实用新型公开了一种中央控制矩阵，其包括并行接收外界多个控制信号的收发模块、对各控制信号进行处理并发出控制指令的主模块、将控制指令并行发送至对应外部设备接口的接口模块及为各模块提供电源的电源模块；该收发模块包括接收来自USB连接线信号的USB接口、接收来自遥控器控制信号的遥控模块、接收来自控制电脑或控制键盘控制信号的串口模块、接收来自无线局域网的控制信号的无线模块及接收来自系统网络控制信号的网络模块。本实用新型实现对控制信号的集中控制，大大提高系统的可靠性。
文档编号H04N7/18GK201450565SQ20092006096
公开日2010年5月5日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者卢泽菁, 周粤生, 陈志雄 申请人:广东响石数码科技有限公司