专利名称：实现多模式接入的数字矩阵控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统及方法。
背景技术：
随着数字监控系统的日趋完善，特别是对切换矩阵的全面控制，真正促进了矩 阵系统数字化和网络化的进程。当前在安防监控行业中，主是采用的是传统的矩阵系统 和小路数数字硬盘录像机，如果建立大中型监控系统，实现模拟与数字的又结合，就需 要多套矩阵和其它设备组合使用，而且这种传统的矩阵系统和数字硬盘录像机之间本身 不具有信号连接端口，每台数字硬盘录像机必通过视频分配器才能连接至矩阵系统，且 各套系统之间无法实现信息互通。在信息传递过程中一旦由于某一部件出现系统故障会 直接导致信息丢失，从而影响整个系统的监控效果。为此，也出现过录像存储与矩阵控 制相结合的系统。在上述的系统中，一般处理的信号为模拟信号，但是模拟信号在传输切换过程 中存在比较严重的信号损失。特别是，该系统为多级柜级联系统时，其采用的是模拟传 输机制，还会增加信号损失，因此后续矩阵主机传输出的视频信息相比前端矩阵主机传 输出的视频信息存在严重的失真率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统，以解决现有 技术中传输切换过程中存在比较严重的信号损失的技术问题。本发明的第二目的在于提供一种实现多模式接入的方法，以解决现有技术中传 输切换过程中存在比较严重的信号损失的技术问题。一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统，包括若干矩阵主机，每一矩阵主机 包括多路输入模块、数字交叉切换控制模块和多路输出模块，每一路输入模块，包括若干路输入接口、第一可编程芯片、第一 HDMI发送芯 片，所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI发送芯片，第 一可编程芯片用以将接收到的输入数据进行编码，第一 HDMI发送芯片，用于将编码后 的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切 换芯片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用 于接收对应的第一 HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第 一 HDMI接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出 通道的信息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发 送芯片，所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传 输；每一路输出模块，包括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、若干路输出接口， 其中第二 HDMI接收芯片，用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二可编程芯片，连接HDMI接收芯片，用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口 进行输出。一种利用HDMI协议在数字矩阵控制系统中传输数据的方法，包括(1)通过HDMI发送芯片和HDMI接收芯片分别建立数字交叉切换控制模块和输 入模块、输出模块之间的HDMI通信；(2)接收输入数据，将其转换成HDMI协议数据包，并在该数据包的报头加上输 入接口信息；(3)数字交叉切换控制模块接收到HDMI协议数据包，解析出数据包的报头，并 按照预先设定的切换规定，找到对应的输出接口信息，后将其又转换成HDMI协议数据 包，发送至对应的输出接口 ；(4)若该输出接口为下一级联的第二矩阵控制子系统，则该第二矩阵控制子系统 通过HDMI协议接收传输的数据。与现有技术相比，本发明具有以下优点首先，本发明巧妙利用HDMI技术，实现传输任何格式的数字信号，大大增强 传输带宽。接着，在多机柜(矩阵主机)级联时，机柜间传输采用HDMI传输和光纤传输技 术，信号损失几乎为零。此外利用HDMI传输，还有抗静电、传输距离大、价格低等优
点ο最后，本系统直接处理的是数字信号，由于系统内部传输的都是数字信号，传 输切换过程不会有信号损失。
图1为本发明一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统原理图；图2为本发明再一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统原理图；图3为本发明的另二种实现多模式接入的数字矩阵控制系统原理图。
具体实施例方式以下结合附图，具体说明本发明。现有的数字矩阵控制系统是连接在前端采集设备和若干输出设备之间，用于控 制切换输出的。现有的每一矩阵主机包括多路输入模块(也可以称之为输入接口)，该输 入模块连接数字交叉切换控制模块，通过该切换控制模块连接多路输出模块(也可称之 为输出接口)。HDMI (亮清晰度多媒体接口 )是首个业界唯一支持的不压缩全数字音频/视频 传输接口。其传输带宽非常宽，可以达到5.1G，不仅可以完全胜任传输不压缩全数字音 频/视频，而且有空余带宽用来增加和扩充需求。本发明就是利用HDMI来实现多模式 接入的功能。实施例一请参阅图1，其为本发明一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统原理图。每一 矩阵主机包括多路输入模块1、数字交叉切换控制模块2和多路输出模块3，其中，
每一路输入模块，包括若干路输入接口 11、第一可编程芯片12、第一 HDMI发 送芯片13。输入接口 11连接第一可编程芯片12，第一可编程芯片12连接第一 HDMI发 送芯片13。第一可编程芯片12用以将接收到的输入数据进行编码，比如，在输入数据前 加上报文头，该报文头数据至少包括表示输入接口 11属性的信息以及输入数据属性的信 息。比如，该输入接口 11为接口 5，且接收的是数字视频数据。则在报文头上加上该些 接口和属性信息。第一 HDMI发送芯片13，用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进 行数据传输(请进一步提供一下如何将数据转换成HDMI传输协议进行传输？这个地方请 季工提供一下，非常感谢)。再比如，第一可编程芯片12用以将接收到的输入数据进行编码，如采用时分 复用的原则进行传输数据，则在该通道上同时传输多种类型数据信号的规则预先进行定 义。考虑到按照数据包传输及时分复用传输都是本行业通用的技术，后续就以数据包传 输做举例，但并非局限于此。数字交叉切换控制模块2，包括与输入模块1连接的第一 HDMI接收芯片14、切 换芯片15和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片16，第一 HDMI接收芯片14， 用于接收对应的第一 HDMI发送芯片13发送的数据.切换芯片15，用于将所述接收到的 每一第一 HDMI接收芯片14接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则 获得输出通道的信息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发送芯片16，第二 HDMI发送芯片16用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进 行数据传输。切换芯片15预先存储切换规则，比如，第5号接口输入的数据切换至第2 号输出接口输出等。切换芯片15对接收到的每一个数据包进行的还原操作，至少包括解 析出数据报文头，从中获得接口和属性信息。再按照预先存储的切换规定(比如，第几 号接口输入的数据切换至第几号输出接口输出)，再将数据包通过对应的第二 HDMI发送 芯片16采用HDMI传输协议进行数据传输。每一路输出模块3，包括第二 HDMI接收芯片17、第二可编程芯片18、若干 路输出接口 19，其中第二 HDMI接收芯片17，用于接收第二 HDMI发送芯片16传送的 HDMI数据，第二可编程芯片18，连接HDMI接收芯片17，用于将HDMI数据进行还 原，后发送至对应的输出接口进行输出。从上述可知，本系统直接处理的是数字信号，由于系统内部传输的都是数字信 号，传输切换过程不会有信号损失。即使本系统要处理模拟信号，则输入接口接收的是 模拟信号时，则通过模/数转换后再转化成HDMI协议数据包；输出接口输出的模拟信 号时，则先通过数/模转换后再输出。即，模拟音/视频接口模块后端接有模/数转换 器，并且模拟输出模块的前端设置有数/模转换器。将信号先进行A/D量化，量化后， 以数字信号传输切换，也不存在信号损失，最终经过D/A量化输出模拟信号。还有，本 发明巧妙利用HDMI技术，实现传输任何格式的数字信号，大大增强传输带宽。并且，图1中，在多路输入模块中每一个输入接口设置一个对应的第一可编程 芯片，为此，也可以在多路输入模块中仅设置一个可编程芯片，同样，多路输出模块可 以在每一个输出接口设置一个对应的第二可编程芯片，也可以仅设置一个可编程芯片， 如图2所示。还有，所述每一路输入模块可以为光接口模块、模拟音/视频接口模块、数字音/视频信号接口模块、IP数据包数字信号接口模块等。实施例二在多机柜(矩阵主机)级联时，机柜间传输采用HDMI传输和光纤传输技术，信 号损失几乎为零。此外利用HDMI传输，还有抗静电、传输距离大、价格低等优点。请参阅图3，一种实现多模式接入的多级联数字矩阵控制系统，至少包括第一矩 阵控制子系统100和第二矩阵控制子系统200，第一矩阵控制子系统100包括多路输入模 块、数字交叉切换控制模块和多路输出模块，其中，每一路输入模块，包括若干路输入接口、第一可编程芯片、第一 HDMI发送芯 片，所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI发送芯片，可 编程接收芯片用以将接收到的输入数据进行编码，所述HDMI发送芯片，用于将编码后 的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切 换芯片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用 于接收对应的第一 HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第 一 HDMI接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出 通道的信息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发 送芯片，所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传 输；每一路输出模块，至少包括与第二矩阵控制子系统连接的输出模块，该输出模 块包括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、输出接口，其中第二 HDMI接收芯片， 用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二可编程芯片，连接HDMI接收芯 片，用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口进行输出至第二矩阵控制子 系统；第二矩阵控制子系统200包括多路输入模块、数字交叉切换控制模块和多路输 出模块，其中，与第一矩阵控制子系统通信的输入模块，包括输入接口、第一可编程芯片、第 一 HDMI发送芯片，所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI 发送芯片，可编程接收芯片用以将接收到的输入数据进行编码，所述HDMI发送芯片， 用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切 换芯片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用 于接收对应的第一 HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第 一 HDMI接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出 通道的信息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发 送芯片，所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传 输；每一路输出模块，包括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、若干路输出接 口，其中第二 HDMI接收芯片，用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二 可编程芯片，连接HDMI接收芯片，用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口进行输出。从上述可知，本系统直接处理的是数字信号，由于系统内部传输的都是数字信 号，传输切换过程不会有信号损失。一种利用HDMI协议在数字矩阵控制系统中传输数据的方法，包括(1)通过HDMI发送芯片和HDMI接收芯片分别建立数字交叉切换控制模块和输 入模块、输出模块之间的HDMI通信；(2)接收输入数据，将其转换成HDMI协议数据包，并在该数据包的报头加上输 入接口信息；(3)数字交叉切换控制模块接收到HDMI协议数据包，解析出数据包的报头，并 按照预先设定的切换规定，找到对应的输出接口信息，后将其又转换成HDMI协议数据 包，发送至对应的输出接口 ；(4)若该输出接口为下一级联的第二矩阵控制子系统，则该第二矩阵控制子系统 通过HDMI协议接收传输的数据。当输入接口接收的是模拟信号时，则通过模/数转换后再转化成HDMI协议数据 包；输出接口输出的模拟信号时，则先通过数/模转换后再输出。申请人:充分利用HDMI传输技术传输全数字、带宽大的特性，而又不局限于其 仅传输音\视频信号，通过可编程芯片实现对传输任何数字信号的功能。
权利要求
1.一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统，包括若干矩阵主机，每一矩阵主机包 括多路输入模块、数字交叉切换控制模块和多路输出模块，其特征在于每一路输入模块，包括若干路输入接口、第一可编程芯片、第一 HDMI发送芯片， 所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI发送芯片，第一可 编程芯片用以将接收到的输入数据进行编码，第一 HDMI发送芯片，用于将编码后的数 据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切换芯 片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用于接收 对应的第一HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第一HDMI 接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出通道的信 息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发送芯片， 所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；每一路输出模块，包括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、若干路输出接口， 其中第二 HDMI接收芯片，用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二可编 程芯片，连接HDMI接收芯片，用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口 进行输出。
2.如权利要求1所述的数字矩阵控制系统，其特征在于，所述多路输入模块设置一个 第一可编程芯片，所述多路输出模块设置一个第二可编程芯片。
3.如权利要求1或2所述的数字矩阵控制系统，其特征在于，所述每一路输入模块包 括光接口模块、模拟音/视频接口模块、数字音/视频信号接口模块、IP数据包数字信号 接口模块。
4.如权利要求3所述的数字矩阵控制系统，其特征在于，所述模拟音/视频接口模块 后端接有模/数转换器，并且模拟输出模块的前端设置有数/模转换器。
5.—种实现多模式接入的多级联数字矩阵控制系统，其特征在于，包括第一矩阵控 制子系统和第二矩阵控制子系统，其中第一矩阵控制子系统的输出接口至少包括与第二 矩阵控制子系统建立连接的输出接口第一矩阵主机包括多路输入模块、数字交叉切换控制模块和多路输出模块，其中，每一路输入模块，包括若干路输入接口、第一可编程芯片、第一 HDMI发送芯片， 所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI发送芯片，第一可 编程芯片用以将接收到的输入数据进行编码，第一 HDMI发送芯片，用于将编码后的数 据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切换芯 片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用于接收 对应的第一HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第一HDMI 接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出通道的信 息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发送芯片， 所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；每一路输出模块，至少包括与第二矩阵控制子系统连接的输出模块，该输出模块包 括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、输出接口，其中第二 HDMI接收芯片，用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二可编程芯片，连接HDMI接收芯片， 用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口进行输出至第二矩阵控制子系 统；第二矩阵控制子系统包括多路输入模块、数字交叉切换控制模块和多路输出模块， 其中，与第一矩阵控制子系统通信的输入模块，包括输入接口、第一可编程芯片、第一 HDMI发送芯片，所述输入接口连接可编程接收芯片，所述可编程接收芯片连接HDMI发 送芯片，可编程接收芯片用以将接收到的输入数据进行编码，所述HDMI发送芯片，用 于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；所述数字交叉切换控制模块，包括与输入模块连接的第一 HDMI接收芯片、切换芯 片和与每个输出模块连接的第二 HDMI发送芯片，所述第一 HDMI接收芯片，用于接收 对应的第一HDMI发送芯片发送的数据，所述切换芯片，将所述接收到的每一第一HDMI 接收芯片接收到的数据，先进行还原，后再根据预先存储的切换规则获得输出通道的信 息，再将所述需要发送的数据进行编码再发送至对应输出通道的第二 HDMI发送芯片， 所述第二 HDMI发送芯片用于将编码后的数据采用HDMI传输协议进行数据传输；每一路输出模块，包括第二 HDMI接收芯片、第二可编程芯片、若干路输出接口， 其中第二 HDMI接收芯片，用于接收第二 HDMI发送芯片传送的HDMI数据，第二可编 程芯片，连接HDMI接收芯片，用于将HDMI数据进行还原，后发送至对应的输出接口 进行输出。
6.如权利要求5所述的多级联数字矩阵控制系统，其特征在于，所述多路输入模块设 置一个第一可编程芯片，所述多路输出模块设置一个第二可编程芯片。
7.如权利要求5或6所述的多级联数字矩阵控制系统，所述每一路输入模块包括光接 口模块、模拟音/视频接口模块、数字音/视频信号接口模块、IP数据包数字信号接口模 块。
8.—种利用HDMI协议在数字矩阵控制系统中传输数据的方法，其特征在于，包括(1)通过HDMI发送芯片和HDMI接收芯片分别建立数字交叉切换控制模块和输入模 块、输出模块之间的HDMI通信；(2)接收输入数据，将其转换成HDMI协议数据包，并在该数据包的报头加上输入接口信息；(3)数字交叉切换控制模块接收到HDMI协议数据包，解析出数据包的报头，并按照 预先设定的切换规定，找到对应的输出接口信息，后将其又转换成HDMI协议数据包， 发送至对应的输出接口；(4)若该输出接口为下一级联的第二矩阵控制子系统，则该第二矩阵控制子系统通过 HDMI协议接收传输的数据。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括输入接口接收的是模拟信号时，则通过模/数转换后再转化成HDMI协议数据包；输出接口输出的模拟信号时，则先通过数/模转换后再输出。
全文摘要
一种实现多模式接入的数字矩阵控制系统，采用HDMI传输技术来完成系统内部的数字传输，以及级联的矩阵主机之间的数据传输。与现有技术相比，本发明具有以下优点首先，本发明巧妙利用HDMI技术，实现传输任何格式的数字信号，大大增强传输带宽。接着，在多机柜(矩阵主机)级联时，机柜间传输采用HDMI传输和光纤传输技术，信号损失几乎为零。此外利用HDMI传输，还有抗静电、传输距离大、价格低等优点。最后，本系统直接处理的是数字信号，由于系统内部传输的都是数字信号，传输切换过程不会有信号损失。
文档编号H04N5/765GK102025923SQ201010550190
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者潘国平 申请人:潘国平