【摘 要】
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在电子技术快速发展的大趋势下,同一个地点就会存在多个视频源和多个显示器,为方便管理这些视频源和显示器,视频矩阵应运而生。另外,当前疫情在全世界范围蔓延,多源视频会议应用场合增多,视频矩阵的需求急剧增加。本文研究了视频矩阵设计方案,针对工程应用需求,查阅相关资料,设计了一种可以通过PC和移动终端控制的多通道输入多通道输出视频矩阵系统。首先,根据视频矩阵在实际工程的应用,分析了视频矩阵的设计需求,选择
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在电子技术快速发展的大趋势下,同一个地点就会存在多个视频源和多个显示器,为方便管理这些视频源和显示器,视频矩阵应运而生。另外,当前疫情在全世界范围蔓延,多源视频会议应用场合增多,视频矩阵的需求急剧增加。本文研究了视频矩阵设计方案,针对工程应用需求,查阅相关资料,设计了一种可以通过PC和移动终端控制的多通道输入多通道输出视频矩阵系统。首先,根据视频矩阵在实际工程的应用,分析了视频矩阵的设计需求,选择了合适的集成芯片,收集芯片的数据手册,搭建系统开发环境,给出了视频矩阵系统的整体方案。其次,本文研究了视频矩阵系统基本组成及相关技术,采用STM32主控芯片和核心切换芯片LT8644,设计并实现了32个差分输入通道和32个差分输出通道的高清视频矩阵。使用Altium Designer设计了系统电路原理图和PCB版图,包括视频接口模块、高速切换模块、串口网络通信模块、液晶显示模块等,并使用嵌入式开发软件Keil 5和STM32Cube MX,设计了下位机软件,包括控制切换模块软件、网口驱动模块等。PC端上位机软件采用Delphi平台,开发了人机交互界面和通信系统软件。移动端上位机软件采用Android Studio平台开发,通信协议基于标准的TCP/IP协议,采用Socket完成通信。然后,在HDMI视频矩阵的基础上研究了视频输入输出编解码,设计了混合视频矩阵系统。混合视频矩阵系统输入端将不同类型的视频输入信号解码,变成统一的差分信号送入交换芯片。输出端经过FPGA与DDR对差分信号进行数据转换以后发送给编码芯片,编码芯片对视频数据进行编码输出。为了实现无缝切换,在输入端设计了两个DDR,一个存放切换前的视频数据,另一个存放待切换的视频数据。最后,在测试并确认了视频矩阵系统的电压等正常以后,用上位机人机交互软件控制下位机,进行功能测试。本文分别测试了系统的串口通信、客户端软件网口通信、APP与下位机通信、多通道切换控制等功能,测试结果性能良好。开发的视频矩阵样机经过试运行后,具有较高的稳定性,能够满足实际工程需求。
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