安全技术防范第16章

第十六章电视监控系统的控制设备

16.1 矩阵切换主机

16.1.1 概述

矩阵切换主机是电视监控系统中管理视频信号的核心设备之一。目前，在高速公路、港口码头、车站、银行、邮局、检察院、医院、商场、工厂、矿山、海关、机场、宾馆、学校等领域的电视监控系统中，大都用到了矩阵切换主机。

根据不同场所、不同系统的不同需求，有视频矩阵切换主机、音频矩阵切换主机、视（音）频同步切换矩阵切换主机、视频（报警联动）矩阵切换主机、视（音）频（报警联动）矩阵切换主机等之分。

在电视监控系统中，视频矩阵切换主机的主要作用有：使单台监视器（录像机）能够很方便地轮换显示（记录）多个摄像机摄取的图像（产生的视频信号）；单个摄像机摄取的图像（产生的视频信号）可同时送到多台监视器上显示（录像机上进行记录）；可同时处理多路控制指令，供多个使用者同时使用系统。

16.1.2 矩阵切换主机的分类

按系统的连接方式分类：可分为并联连接方式矩阵切换主机和星形连接方式矩阵切换主机两种。

并联连接方式：指电视监控系统中的所有控制设备（如矩阵切换主机、操作键盘、解码器、多媒体电脑控制平台、报警接口箱等）之间是通过一根通讯总线相连接的，各控制设备之间的数据交换都是在这根通讯总线上传输的。这一通讯总线一般采用RS-485接口。这种连接方式在中小型电视监控系统中常常采用，具有施工简单、便于维护、便于扩展、12+40节省材料等特点。

目前，采用并联连接方式的矩阵切换主机的型号较多，如湖南华南光电科技股份有限公司生产的HN-4301、HN-4301A、HN-4301B、HN-4301C、HN-4302A等。

图16-1为系统的并联连接方式。

星形连接方式：指电视监控系统中的所有控制设备（如矩阵切换主机、操作键盘、解码器、多媒体电脑控制平台、报警接口箱等）之间是通过矩阵切换主机相连接的，各控制设备之间的数据交换都要通过矩阵切换主机进行转发。这种连接方式在大中型电视监控系统中常常采用，具有施工简单、便于维护、便于扩展、便于管理等特点。

目前，采用星形连接方式的矩阵切换主机的型号较多，如湖南华南光电科技股份有限公司生产的HN-4304/xxxx等。

图16-2为系统的星形连接方式。

按系统的容量大小分类：可分为小规模矩阵切换主机和大规模矩阵切换主机两种。

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图16-1 系统的并联连接方式

图16-2 系统的星形连接方式

小规模矩阵切换主机亦可称为固定容量矩阵切换主机，因为这类矩阵切换主机的规模一般都不是很大，且在产品出厂前，其矩阵规模已经固定，在以后的使用中不能随意扩展。如我们常见的32316(32路视频输入、16路视频输出)、1638（16路视频输入、8路视频输出）、834（8路视频输入、4路视频输出）矩阵切换主机均属于小规模矩阵切换主机。其特点是产品体积较小，成本低廉。

大规模矩阵切换主机亦可称为可变容量矩阵切换主机，因为这类矩阵切换主机的规模一般都较大，且在产品设计时，充分考虑了其矩阵规模的可扩展性。在以后的使用中，用户根据不同时期的需要可随意扩展。如我们常见的128332(128路视频输入、32路视频输出)、1024364（1024路视频输入、64路视频输出）矩阵切换主机均属于大规模矩阵切换主机。其特点是产品体积较大、成本相对较贵、系统扩展非常方便。

16.1.3 几种常用矩阵切换主机介绍

1．HN-4301(A)(B)简介

目前，HN-4301(A)(B)是由湖南华南光电科技股份有限公司生产的一种视频切换主机，也是国内电视监控系统中较常用到的一种矩阵切换主机，可同时输入16路视频信号、输出8路视频信号。它属于并联连接方式的小规模矩阵切换主机。图16-4为该产品的外观图。

(1) 主要技术指标

最大输入视频数：16路、1Vp-p、75Ω

最大输出视频数： 8路、1Vp-p、75Ω

视频信号通道带宽: 在±3dB范围内大于 10MHz

通道信噪比≥65dB

串扰（输入与输入隔离）在4.43MHz处≤－60dB

馈通（输入与输出隔离）在4.43MHz处≤－60dB

增益（75Ω终端）： 0dB(±0.5dB)

微分增益DG ≤ 1％

微分相位DP ≤ 2°

通讯接口：RS-485 异步串行通讯

波特率：9600b/s

控制信号连接方式：一对双绞线与各控制设备相连接

通讯距离：1500米

供电方式：AC 220V±10％、50Hz

工作环境：0℃～＋40℃

环境相对湿度：≤85％

外形尺寸：483mm3256mm389mm（带凸缘）

431mm3256mm389mm（不带凸缘）

(2) 主要功能指标

区域设置、区域扫描功能

跳过、跳回功能

暂停功能

切换时间变更功能

选路功能

锁定、解除锁定功能

工作模式记忆功能

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2 复位功能 (3) 主要特点

单台监视器（输出）上能够很方便地轮流切换看到多个视频源产生的图像 某一个视频源产生的信号能送到多台监视器上观看 能接收多路控制指令的操作

设备安装、操作简单方便、功能齐全 视频输出具有短路保护功能

根据用户需要，可以将其划分为视（音）频同步切换主机 (4) 原理框图及简单介绍

图16-3为HN-4301(A)(B)原理框图，从图中可以看出，该视频矩阵切换主机主要由16路视频输入电路、8路视频输出电路、1638矩阵开关、89C51单片机控制系统、RS-485通讯接口电路等部分组成。

图16-3 HN-4301(A)(B)原理框图

16路视频输入电路负责对电视监控系统中各摄像头产生的视频信号进行处理，使各视频信号在经过矩阵开关之后不会出现信号衰减、信号变形等现象。

8路视频输出电路负责对经过矩阵开关之后的视频信号进行处理，使视频信号在驱动75Ω负载时不会出现衰减、变形等现象。 1638矩阵开关完成视频信号的矩阵切换。

89C51单片机控制系统负责接收其他设备产生的控制指令，并将指令进行译码，然后根据译码的结果控制1638矩阵开关的动作。同时，可将矩阵开关的状态及信息通过RS-485通讯接口电路发送给系统中的其他控制设备。

RS-485通讯接口电路负责监测通讯总线上的数据，并将这些数据转换成单片机可以直接读取的电平，同时，将单片机需要发送的数据转换成RS-485电平呈现在通讯总线上。

2．HN-4301C 简介

目前，HN-4301C 是国内电视监控系统中较常用到的一种矩阵切换主机，可同时输入16路视

频信号、输入16路报警信号、输出8路视频信号、输出三组开关信号，具有报警联动功能。它属于并联连接方式的小规模矩阵切换主机。

(1) 主要技术指标

最大输入视频数：16路、1Vp-p、75Ω

最大输出视频数：8路、1Vp-p、75Ω

最大输入报警信号数：16路

自动识别报警探头类型：NC、NO、＋12V

16防区报警状态显示

三组继电器开关信号输出

视频信号通道带宽在±3dB范围内大于10MHz

通道信噪比≥65dB

串扰（输入与输入隔离）在4.43MHz处≤－60dB

馈通（输入与输出隔离）在4.43MHz处≤－60dB

增益（75Ω终端）：0dB(±0.5dB)

微分增益DG ≤1％

微分相位DP ≤2°

通信接口：RS-485 异步串行通讯

波特率：9600b/s

控制信号连接方式：一对双绞线与各控制设备相连接

通讯距离：1500m

供电方式：AC 220V±10％、50Hz

工作环境：0℃～＋40℃

环境相对湿度：≤85％

外形尺寸：483mm3256mm389mm（带凸缘）

431mm3256mm389mm（不带凸缘）

(2) 主要功能指标

区域设置、区域扫描功能

跳过、跳回功能

暂停功能

切换时间变更功能

选路功能

锁定、解除锁定功能

工作模式记忆功能

复位功能

总布防／总撤防功能

单布防／单撤防功能

报警联动功能

(3) 主要特点

单台监视器（输出）上能够很方便地看到多个视频源产生的图像；

某一个视频源产生的信号能送到多台监视器上观看；

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2 能接收多路控制指令的操作；

设备安装、操作简单方便、功能齐全； 视频输出具有短路保护功能；

根据用户需要，可以将其划分为视（音）频同步切换主机。

(4) 原理框图及简单介绍

图16-4为HN-4301C 原理框图，从图中可以看出，该视频矩阵切换主机主要由16路视频输入电路、8路视频输出电路、1638矩阵开关、89C51单片机控制系统、16路报警输入电路、16路报警显示电路、RS-485通讯接口电路等部分组成。

图16-4 HN-4301C 原理框图

16路视频输入电路负责对电视监控系统中各摄像头产生的视频信号进行处理，使各视频信号在经过矩阵开关之后不会出现信号衰减、信号变形等现象；

8路视频输出电路负责对经过矩阵开关之后的视频信号进行处理，使视频信号在驱动75Ω负载时不会出现衰减、变形等现象。

1638矩阵开关完成视频信号的矩阵切换。

89C51单片机控制系统负责接收其他设备产生的控制指令，并将指令进行译码，然后根据译码的结果控制1638矩阵开关的动作，此外，还监测16路报警输入电路的状态及控制16路报警显示电路的状态等。同时，可将矩阵开关的状态及信息通过RS-485通讯接口电路发送给系统中的其他控制设备。

16路报警输入电路负责接收系统中各报警探头产生的报警信号，并将这些报警信号转换成单片机可以接受的信息。

16路报警显示电路负责接收单片机产生的显示数据，并控制各报警显示灯的显示状态。

RS-485通讯接口电路负责监测通讯总线上的数据，并将这些数据转换成单片机可以直接读取的电平，同时，将单片机需要发送的数据转换成RS-485电平呈现在通讯总线上。

3．HN-4302A简介

目前，HN-4302A是国内电视监控系统中较常用到的一种矩阵切换主机，可同时输入32路视频信号、输入32路音频信号、输出16路视频信号、输出8路音频信号，具有视（音）频同步切换功能。它属于并联连接方式的小规模矩阵切换主机。

(1) 主要技术指标

最大输入视频数：32路、1Vp-p、75Ω

最大输入音频数：32路、1Vp-p、600Ω

最大输出视频数：16路、1Vp-p、75Ω

最大输出音频数：8路、1Vp-p、600Ω

一路图像字符叠加信号输出，字符可现场编程，每个摄像机标题最多允许编辑16个汉字，汉字字符输入方法为区位输入法

视频信号通道带宽在±3dB范围内大于10MHz

通道信噪比≥65dB

串扰（输入与输入隔离）在4.43MHz处≤－60dB

馈通（输入与输出隔离）在4.43MHz处≤－60dB

增益（75Ω终端）：0dB(±0.5dB)

微分增益DG ≤1％

微分相位DP ≤2°

通讯接口：RS-485 异步串行通讯

波特率：9600b/s

控制信号连接方式：一对双绞线与各控制设备相连接

工作模式：可顺序切换及编程切换，且掉电后再次开机的工作模式与掉电前的工作模式相同。复位功能：利用键盘可将视频切换器工作模式设定为出厂前的状态

供电方式：AC 220V±10％、50Hz

工作环境：0℃～＋40℃

环境相对湿度：≤85％

外形尺寸：483mm3244mm3133mm

(2) 主要功能指标

区域扫描功能

跳过、跳回功能

暂停功能

切换时间变更功能

选路功能

锁定、解除锁定功能

工作模式记忆功能

复位功能

摄像机标题现场可编程功能

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2 (3) 主要特点

单台监视器（输出）上能够很方便地看到多个视频源产生的图像 某一个视频源产生的信号能送到多台监视器上观看 能接收多路控制指令的操作

设备安装、操作简单方便，功能齐全 视频输出、音频输出具有短路保护功能 具有视（音）频同步切换的特点 摄像机标题可现场修改 (4) 原理框图及简单介绍

图16-5为HN-4302A 原理框图，从图中可以看出，该视频矩阵切换主机主要由32路视频输入电路、32路音频输入电路、16路视频输出电路、8路音频输出电路、字符叠加处理电路、32316视频矩阵开关、3238音频矩阵开关、8098单片机控制系统、字库处理电路、时钟处理电路、译码处理电路、RS-485通讯接口电路等部分组成。

图16-5 HN-4302A 原理框图

4．HN-4304简介

目前，HN-4304是国内电视监控系统中较常用到的一种矩阵切换主机，产品可根据实际需要任意扩展。矩阵容量最小为1634，最大为1024364：即最少可同时输入16路视频信号，输出4路视频信号；最多可同时输入1024路视频信号、输出64路视频信号；可根据需要实现视（音）频同步切换功能。该产品的显著特点是矩阵具有可分离特性。它属于星形连接方式的大规模矩阵切换主机。 (1) 主要技术指标

最大输入视频数：1024路、1Vp-p、75Ω

最小输入视频数：16路、1Vp-p、75Ω，输入视频数按16的倍数递增

最大输出视频数：64路、1Vp-p、75Ω

最小输出视频数：4路、1Vp-p、75Ω，输出视频数按4的倍数递增

视频信号通道带宽在±3dB范围内大于10MHz

通道信噪比≥65dB

串扰（输入与输入隔离）在4.43MHz处≤－60dB

馈通（输入与输出隔离）在4.43MHz处≤－60dB

增益（75Ω终端）：0dB(±0.5dB)

微分增益DG ≤1％

微分相位DP ≤2°

RS-232串行通讯端口：8个

RS-485串行通讯端口：1个

PGM菜单信号输出：1路

系统巡视：64组，每组可设置64个摄像头

系统成组：64组，每组可设置16个摄像头

定时事件（定时器）：35个

场景预置和场景调用数：72个

具有可视化菜单编程操作

每路视频输出均具有摄像机标题（中文/英文）、时间日期、状态等信息的叠加功能

摄像机标题（中文/英文）、时间日期可现场编程修改

系统运行状态指示功能

各RS-232串行通讯端口功能、端口波特率可现场编程修改

具有虚拟编号功能，更方便用户操作

具有三种报警清除方式：立即清除、自动清除和手动清除

具有可分离特性，根据需要，可重新创建：

键盘对监视器的访问权限

键盘对摄像机景物的访问权限

键盘对摄像机控制的访问权限

监视器对摄像机的访问权限

监视器对报警联系表的访问权限设置

具有视频丢失检测、缓冲功能

供电方式：AC 220V±10％、50Hz

工作环境：0℃～＋40℃

环境相对湿度：≤85％

外形尺寸：6U标准机箱

483mm3484mm3265mm（带凸缘）

437mm3484mm3265mm（不带凸缘）

(2) 主要特点

单台监视器（输出）上能够很方便地看到多个视频源产生的图像

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2 某一个视频源产生的信号能送到多台监视器上观看 全交叉矩阵切换（1024364）

设备安装、操作简单方便，功能齐全 视频输出具有短路保护功能 可实现视（音）频同步切换的特点 摄像机标题可现场修改

各RS-232串行通讯端口功能、端口波特率可现场编程修改 具有虚拟编号功能

具有三种报警清除方式：立即清除、自动清除和手动清除； 具有可分离特性，根据需要，可重新创建 多级口令设置，安全保护性能很好

(3) 原理框图及简单介绍

图16-6为HN-4304组成框图，从图中可以看出，该视频矩阵切换主机主要由信号连线板、视频输入连线板、视频输入板、视频输出连线板、视频输出板、主板连线板、主板、视频丢失检测，缓冲板连线板、视频丢失检测缓冲板、电源模块连线板、电源模块等模板组成。

图16-6 HN-4304组成框图

视频输入板是HN-4304视频矩阵切换主机的一个重要组成部分，主要负责图像信号的管理工作。每块视频输入板能够管理多达16路的视频输入信号，并提供16路视频信号输出，其实质是一个16316的矩阵切换器。该板提供一组DIP 拨码开关，用于地址设定，几块视频输入板组合在一起可以组成一个更大规模的矩阵切换控制器。如需组成1024316的视频矩阵切换器，则需64块视频输入板；若要组成1024364的视频矩阵切换器，共需256块视频输入板。

视频输入板与视频矩阵切换主机内其他电路板之间的通讯采用RS-485串行通讯，串行通讯

波特率为57600b/s。

视频输出板也是HN-4304视频矩阵切换主机的一个重要组成部分，主要负责图像信号的管理工作，如将时间、日期、汉字等叠加到视频信号上。每块视频输出板能够管理多达4路的视频输出信号。该板提供一组DIP拨码开关，用于地址设定。视频输出板上自带汉字点阵库，包含了一、二级汉字库的全部汉字（6008个）。

视频输出板与视频矩阵切换主机内其他各电路板之间的通讯采用RS-485串行通讯，串行通讯波特率为57600b/s。

主板在HN-4304视频矩阵切换主机中主要起管理控制信号的作用。它控制视频输入板、视频输出板、视频丢失检测缓冲板、解码控制器等的动作；同时，它还负责与报警接口箱、系统控制键盘、交互式多媒体处理控制系统等的命令解释与执行工作。

视频丢失检测缓冲板在HN-4304视频矩阵切换主机中有两个作用：一是负责检测输入视频信号是否有丢失或信号幅度过低等现象；二是在扩展机箱时，起缓冲视频信号的作用。

此外；信号连线板、视频输入连线板、视频输出连线板、主板连线板、视频丢失检测缓冲板连线板、电源模块连线板主要起对视频信号、控制信号、供电电源的连接或转接等作用。电源模块为整机提供工作电源。

(4) HN-4304视频矩阵切换主机扩容介绍

HN-4304是一种可根据用户要求扩展其视频输入、输出容量的视频矩阵切换主机，其最大视频输入容量为1024路，最大视频输出容量为64路。下面就产品的扩容方法作一个简单介绍。1) HN-4304视频矩阵切换主机的组成：

每一台（套）视频矩阵切换主机一般由以下部件构成：

a. 机箱（含机壳、信号连线板、电源模块、电源模块连线板等）；

b. 主板（含主板连线板）；

c. 视频丢失检测缓冲板（含视频丢失检测缓冲板连线板）；

d. 视频输入板（含视频输入板连线板）；

e. 视频输出版（含视频输出板连线板）。

在一个大型电视监控系统中：机箱的数量可为1个，也可为多个；主板的数量一般只有1块；视频丢失检测缓冲板根据系统的特点可以配置，也可以不配置，其数量一般不超过机箱的数量；视频输出板的数量根据需要而确定，由于机箱中的信号连线板采用16路视频总线，因此，在一个机箱中，一般只允许有4块视频输出板；视频输入板的数量也是根据用户需要而确定的，在一个机箱中，最多允许有16块视频输入板。

2) 各电路板主要特性介绍

a. 主板：

主板在HN-4304视频矩阵切换主机中，主要起管理控制信号、控制系统工作状态、向用户提供可视化操作界面等作用。其外部接口包括：

8个RS-232串行端口，端口波特率现场可编程；

1个RS-485串行端口，端口波特率为57600b/s固定；

1个PGM可视化编程操作菜单输出端口。

b. 视频丢失检测缓冲板：

视频丢失检测缓冲板在HN-4304视频矩阵切换主机中，主要用于视频信号的丢失检测、视频输入/输出信号的缓冲及视频切换命令的转发等，它可对1024路视频输入信号进行视频丢失

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检测。其主要电路接口特性有：

16路视频信号输入；

16路视频信号输出，输出信号幅度为1Vp-p、75Ω；

1个RS-232串行端口，端口波特率现场可编程；

1个RS-485串行端口，端口波特率为57600b/s固定。

c. 视频输入板：

视频输入板主要负责对输入视频信号进行缓冲、选路、巡视、成组切换、监视器地址编码设定、摄像机地址编码设定等，同时，在视频输入信号与视频输出信号之间形成一个全交叉矩阵开关。其主要电路接口特性有：

16路视频信号输入，输入信号幅度为1Vp-p、75Ω；

16路视频信号输出；

1个RS-485串行端口，端口波特率为57600b/s固定。

d. 视频输出板：

视频输出板主要完成视频信号的输出缓冲、摄像机标题字符及其它字符信息的叠加、视频矩阵开关的扩容等功能。其主要电路接口特性有：

4路视频信号输入；

12路（3组）视频信号输入，输入信号幅度为1Vp-p、75Ω；

4路视频信号输出，输出信号幅度为1Vp-p、75Ω；

1个RS-485串行端口，端口波特率为57600b/s固定。

3) HN-4304视频矩阵切换主机扩容介绍

目前，在一个机箱中，最多允许插入17块电路板（主板、视频丢失检测缓冲板、视频输入板、视频输出板等），对于较大的系统，则需扩展机箱。在一个机箱中，由于至少需要1块主板（或视频丢失检测缓冲板），因此，只有16个插槽供用户选择。

a. 视频输入容量的扩展方法（以16路视频信号输出为例）：

由于采用16路视频信号输出，总共需4块视频输出板（带字符叠加输出时）或1块视频丢失检测缓冲板（不带字符叠加输出时）。因此，单机箱最多允许插入12块（或15块）视频输入板，视频输入容量最大为192路（或240路）。对于超过此输入容量的系统，则需扩展机箱。值得注意的是，在带字符叠加输出时，每减少4路视频信号输出，可增加16路视频信号输入，但减少视频信号输入不能增加视频信号输出（因信号连线板采用16路视频总线）。表16-1列出了视频矩阵切换主机的视频输入容量与各部件数量之间的对应关系（以16路视频信号输出为例）。

注：输入板数量=[（输入路数+15）/16]；

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其中“[ ]”为取整数，以下相同。

b. 视频输出容量的扩展方法（以最大视频输入为192路为例）：

由于信号连线板采用16路视频总线，因此，扩展视频输出就必须扩展视频总线。一般而言，视频输出容量每超过16的倍数，则机箱的数量、视频输入板的数量将成倍地增加。表16-2列出了视频矩阵切换主机的视频输出容量与各部件数量之间的对应关系（以192路视频信号输入为例）。

表16-2 视频输出容量与各部件数量之间的对应关系

注：输出板数量=[（输出路数+3）/4]；

输入板数量=[（输入路数+15）/16]3[（输出路数+15）/16]；

机箱的数量=[（输出路数+15）/16]。

c. 视频输入、视频输出容量同时扩展：

视频输入、视频输出容量同时扩展时，一般按视频输入容量的扩展方法扩展后，再按视频输出容量的扩展方法进行扩展，如输入容量为704路，输出容量为1～64路，表16-3给出了这种对应关系。

表16-3 视频输入、输出容量同时扩展表

注：输出板数量=[（输出路数+3）/4]；

输入板数量=[（输入路数+15）/16]3[（输出路数+15）/16]；

机箱的数量=[（输入板数量+输出板数量+15）/16]。

d. 音频输入、音频输出容量的扩展方法同上。

e. 单机箱内扩展输出的方法：

通过改变信号连线板，可以在一个机箱内扩展视频信号输出，一般配置如下：

主板的数量=1；

输出板数量=[（输出路数+3）/4]；

最大输入板数量=[（16-输出板数量）/2] 32；

最大视频输入数=[（16-输出板数量）/2] 316。

例：视频输出为32路，则最大视频输入为64路；

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视频输出为28路，则最大视频输入为64路；

视频输出为24路，则最大视频输入为80路；

视频输出为20路，则最大视频输入为80路。

f.单机箱内实现视（音）频同步切换的方法：

在16路视频输出以下，通过改变信号连线板，可在一个机箱内实现视（音）频同步切换功能，一般配置如下：

主板的数量=1；

缓冲板数量=1；

输出板数量=[（输出路数+3）/4]；

最大输入板数量=[（16-输出板数量-1）/2] 32；

最大视频输入数=[（16-输出板数量-1）/2] 316。

例：视频输出为16路，则最大视（音）频输入为80路；

视频输出为12路，则最大视（音）频输入为96路；

视频输出为8路，则最大视（音）频输入为96路；

视频输出为4路，则最大视（音）频输入为112路。

16.2 操作键盘

16.2.1 概述

操作键盘是电视监控系统中的专用控制键盘，一般用它来控制系统中的其他设备。如控制系统中的视频矩阵切换主机、解码器、报警接口箱等。在产品设计中，操作键盘与各设备之间的连接方式采用串行通讯连接，通讯接口有RS-232、RS-485、RS-422等接口标准。

16.2.2 操作键盘的分类

按系统的连接方式分类：可分为并联连接方式的操作键盘和星形连接方式的操作键盘两种。并联连接方式：指电视监控系统中的所有控制设备之间是通过一根通讯总线相连接的（包括主控操作键盘和各分控操作键盘之间的连接），各控制设备之间的数据交换都是在这根通讯总线上传输的。这一通讯总线一般采用RS-485接口。这种连接方式在中小型电视监控系统中常常采用，具有施工简单、便于维护、便于扩展、节省材料等特点。

目前，采用并联连接方式的操作键盘的型号较多，如湖南华南光电科技股份有限公司生产的HN-4101、HN-4103等。

星形连接方式：指电视监控系统中的所有控制设备是通过矩阵切换主机相连接的，各控制设备之间的数据交换都要通过矩阵切换主机进行转换（包括主控操作键盘和各分控操作键盘之间的通讯）。操作键盘与矩阵切换主机之间的通讯一般采用RS-232接口。这种连接方式在大中型电视监控系统中常常采用，具有施工简单、便于维护、便于扩展、便于管理等特点。

目前，采用星形连接方式的操作键盘的型号较多，如湖南华南光电科技股份有限公司生产的HN-4102、HN-4103等。

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16.2.3 几种常用操作键盘介绍

1．HN-4101简介

HN-4101操作键盘是电视监控系统中的专用控制键盘，用它来集中控制系统中的其他设备。它在系统连接中采用并联连接方式，可控制HN-4301(A)(B)、HN-4301C、HN-4302A等中、小规模视频矩阵切换主机。通讯接口采用RS-485异步串行通讯，在波特率为9600b/s时，利用一对双绞线，控制信号传输距离可超过1.5km。具有操作简单、安装方便等优点。

HN-4101操作键盘主要技术指标：

通讯接口：RS-485 异步串行通讯；

传输数据波特率：9600b/s固定；

连接方式：一对双绞线与各设备相连接；

数据传输距离：≥1500m；

操作键数量：57只；

数字键：0～9；

信息显示方式：6位LED数码管显示；

可控制通道（监视器）数：16个；

可控制前端（摄像机）数：255个；

可控制视频矩阵切换主机进行选路、扫描、跳过、跳回、锁定、解除锁定、置区域扫描始路值、置区域扫描末路值等功能处理；

通过解码器可控制云台做上、下、左、右、上左、上右、下左及下右等组合动作的运动；

通过解码器可控制摄像机镜头的光圈大小、焦距长短、聚焦远近；

通过解码器可控制每个摄像机电源的开启和关闭；

通过解码器可控制除尘、除霜、聚光灯等设备的动作；

通过视频矩阵切换主机可在线修改时间、日期、摄像机的标题字符等信息；

控制报警接口箱的总布防／总撤防功能；

控制报警接口箱的单布防／单撤防功能；

备有键盘按键及键盘硬件电路自动检测程序；

供电方式：DC+9V～+12V、300mA；

工作环境：0℃～＋40℃；

环境相对湿度：≤85％；

2．HN-4102简介

HN-4102操作键盘是电视监控系统中的专用控制键盘，用它来集中控制系统中的其他设备。它在系统连接中采用星形连接方式。

HN-4102操作键盘是专为控制HN-4304大规模视频矩阵切换主机而设计的。在电视监控系统中，它主要负责操作信息的管理工作，操作者利用HN-4102操作键盘可对整个电视监控系统进行管理、控制。每一个系统中，可控制多达9999个摄像机和64台监视器。通讯接口采用RS-232、RS-485异步串行通讯，具有操作简单、安装方便等优点。

HN-4102操作键盘主要技术指标：

22792

通讯接口：RS-232、RS-485 异步串行通讯；

波特率：300、1200、2400、4800、9600、19200、57600b/s可选；

最大可以控制9999个摄像机、云台、镜头、解码器等；

最大可以控制64台监视器；

最大可以控制1024个报警探头；

最大可以预置72个场景；

最大可以设置64个巡视号；

巡视中每项的停留时间最长可设置为60s；

最大可以设置64个成组切换号；

最大可以编制4种辅助类型号；

信息显示方式：18位LED数码管显示；

状态窗口信息显示位数：3位LED数码管显示；

监视器窗口信息显示位数：5位LED数码管显示；

摄像机窗口信息显示位数：6位LED数码管显示；

输入窗口信息显示位数：4位LED数码管显示；

可操作键数量：37只；

数字键：0～9；

供电方式：AC9V±10％、50Hz；

工作环境：0℃～＋40℃；

环境相对湿度：≤85％；

外形尺寸：431mm3146mm379mm。

HN-4102操作键盘主要功能指标：

控制HN-4304 PGM监视器进入系统菜单功能；

控制HN-4304 PGM监视器退出系统菜单功能；

键盘锁按键功能；

上电时口令校验功能；

控制HN-4304进行菜单编程操作；

控制HN-4304进行视频信号的选路、切换工作；

控制HN-4304启动系统巡视；

控制HN-4304启动成组切换；

控制HN-4304暂停系统巡视功能；

控制HN-4304系统巡视作正序或逆序运行；

非菜单编辑系统巡视功能；

监视器画面字符显示控制功能；

利用操作手柄，通过解码器可控制云台作上、下、左、右、上左、上右、下左及下右的运动；通过解码器控制摄像机镜头的光圈大小、焦距长短、聚焦远近；

可控制高速云台在各个方向上作变速运动；

可控制高速云台进行场景的预置和调用；

控制各辅助号辅助功能的开和关；

清除报警功能；

22802

扬声器测试功能；

LED数码管测试功能；

LED数码管亮度测试功能；

LED数码管七段笔画测试功能；

操作手柄测试功能；

电子锁开关位置测试功能；

键盘按键测试功能；

串行通讯测试功能；

DIP拨码开关测试功能。

3．HN-4103简介

HN-4103操作键盘是电视监控系统中的专用控制键盘，用它来集中控制系统中的其他设备。它在系统连接中即可采用并联连接方式、也可采用星形连接方式。

HN-4103操作键盘既能控制HN-4301(A)(B)、HN-4301C、HN-4302A等中、小规模视频矩阵切换主机，也能控制HN-4304大规模视频矩阵切换主机。

在电视监控系统中，它主要负责操作信息的管理工作，操作者利用HN-4103操作键盘可对整个电视监控系统进行管理、控制。

HN-4103操作键盘的通讯接口采用RS-232、RS-485异步串行通讯，具有操作简单、安装方便等优点。

HN-4103操作键盘主要技术指标：

(1) 与HN-4304视频矩阵切换主机通讯时，主要技术指标和主要功能指标

系统连接方式：星形连接；

通讯接口：RS-232C、RS-485 异步串行通讯；

波特率：300、1200、2400、4800、9600、19200、57600b/s可选；

最大允许控制9999个摄像机、云台、镜头、解码器等；

最大允许控制64台监视器；

最大允许控制1024个报警探头；

最大允许预置72个场景；

最大允许设置64个巡视号；

最大允许设置64个成组切换号；

最大允许编制4种辅助类型号；

巡视中每项的停留时间最长可设置为60s；

监视器窗口信息显示位数：4位液晶显示；

摄像机窗口信息显示位数：4位液晶显示；

输入窗口信息显示位数：4位液晶显示；

可操作键数量：38只；

数字键：0～9；

控制HN-4304 PGM监视器进入系统菜单功能；

控制HN-4304 PGM监视器退出系统菜单功能；

键盘锁按键功能；

22812

上电时口令校验功能；

控制HN-4304进行菜单编程操作；

控制HN-4304进行视频信号的选切工作；

控制HN-4304启动系统巡视；

控制HN-4304启动成组切换；

控制HN-4304暂停系统巡视功能；

控制HN-4304系统巡视作正序或逆序运行；

非菜单编辑系统巡视功能；

监视器画面字符显示控制功能；

利用键盘操作手柄，通过解码器可控制云台做上、下、左、右、上左、上右、下左及下右的运动；

通过解码器控制摄像机镜头的光圈大小、焦距长短、聚焦远近；

控制高速云台在各个方向上做变速运动；

控制高速云台进行场景的预置和调用；

控制各辅助号辅助功能的开和关；

清除报警功能；

供电方式：AC9V±10％、350mA、50Hz；

工作环境：0℃～＋40℃；

环境相对湿度：≤85％；

外形尺寸：395mm3275mm380mm。

(2) 与小规模视频矩阵切换主机（HN-4301（A）（B）、HN-4301C、HN-4302A等）通讯时，主要技术指标和主要功能指标

系统连接方式：并联连接；

通讯接口：RS-485 异步串行通讯；

波特率：9600b/s固定；

数据传输距离：≥1500m；

连接方式：一对双绞线与各设备相连接；

可控制通道（监视器）数：16个；

可控制前端（摄像机）数：255个；

可操作键数量：38只；

数字键：0～9；

可控制视频矩阵切换主机进行选路、扫描、跳过、跳回、锁定、解除锁定、置区域扫描始路值、置区域扫描末路值等功能处理；

利用键盘操作手柄，通过解码器可控制云台做上、下、左、右、上左、上右、下左及下右的运动；

通过解码器可控制摄像机镜头的光圈大小、焦距长短、聚焦远近；

通过解码器可控制每个摄像机电源的开启和关闭；

通过解码器可控制除尘、除霜、聚光灯的动作；

可在线修改摄像机的标题字符等；

总布防／总撤防功能；

22822

单布防／单撤防功能；

供电方式：AC9V±10％、350mA、50Hz；

工作环境：0℃～＋40℃；

环境相对湿度：≤85％；

外形尺寸：395mm3275mm380mm。

(3) 操作键盘主要自检功能

LCD 液晶测试功能；

操作摇柄测试功能；

键盘按键测试功能；

串行通讯测试功能；

DIP 拨码开关位置测试功能；

电子锁开关位置测试功能。

16.3 解码器

16.3.1 概述

解码器在电视监控系统中主要负责将各操作键盘（或视频矩阵切换主机）发送来的指令进行译码，并根据译码的结果为云台、镜头、摄像机、聚光灯、护罩等前端设备提供电源，以驱动前端设备动作。同时，还可将前端报警探头产生的报警信号回传至控制中心，以实现报警联动功能。具有施工简单、维护方便、系统管理和系统控制较为集中等特点。

16.3.2 解码器的分类

按解码器所使用的工作环境不同，可分为基本室内型和基本室外型。如湖南华南光电科技股份有限公司生产的HN-4200系列解码器中，HN-4201属于基本室内型，HN-4202属于基本室外型。

基本室内型（HN-4201）解码器配备了AC24V全方位云台电压输出（根据需要，用户可改接为AC220V电压输出）；DC8V或DC12V电动三可变镜头电压输出；AC220V或DC12V摄像机电压输出；AC220V聚光灯电压输出；NC型或NO型报警输入等。此外，还可根据用户需要增加其他功能。

基本室外型（HN-4202）解码器配备了AC24V全方位云台电压输出（根据需要，用户可改接为AC220V电压输出）；DC8V或DC12V电动三可变镜头电压输出；AC220V或DC12V摄像机电压输出；两个可由用户自由配接的辅助开关输出（用户可用于控制护罩等）；NC型或NO型报警输入等。此外，还可根据用户需要增加其他功能。

16.3.3 几种常用解码器介绍

1．HN-4201室内解码器简介

HN-4201室内解码器在电视监控系统中是用于控制云台、镜头、摄像机电源、聚光灯电源等的前端设备。它适合于装有普通室内云台的场合。

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(1) 主要技术指标

通讯接口：RS-485 异步串行通讯；

传输数据波特率：9600b/s固定；

连接方式：一对带屏蔽的双绞线与各设备相连接；

数据传输距离：≥1500m；

云台控制电压输出：AC24V、0.5A或AC220V、0.5A；

摄像机电源电压输出：AC220V、0.5A或DC12V、0.5A；

聚光灯控制电压输出：AC220V、0.5A；

镜头控制电压输出：DC±8V或DC±12V；

报警信号输入：为开关量（NC或NO）；

地址编码范围：1～64；

工作环境温度：0℃～＋45℃；

环境相对湿度：≤85％；

静态功耗：约5W；

供电电源：AC220V±10％、50Hz；

重量：2.5kg；

外形尺寸：263mm3170mm365mm。

(2) 主要功能指标

云台控制：可控制云台做上、下、左、右及组合运动；

镜头控制：可控制三可变镜头的光圈大小、聚焦远近及焦距长短等动作；

摄像机电源控制：可控制摄像机的电源开启或关闭；

聚光灯电源控制：可控制聚光灯电源的闭合或断开；

总开、总关功能；

报警类型选择功能：NC、NO两种报警类型可选；

布防、撤防功能；

前端报警信号通过通讯线路的回传功能；

报警联动功能：接收到报警信号后，可自动打开摄像机、聚光灯电源，并自动控制视频矩阵切换主机将该路图像切换到第一通道上；

分支控制功能：可接收多个操作键盘（或视频矩阵切换主机）发送的指令；

地址码设定功能；

硬件电路自检功能。

(3) 内部实体说明

图16-7为HN-4201室内解码器的内部实体说明。

(4) 多个解码器系统接线示意图

图16-8为多个HN-4201室内解码器系统接线示意图。

2．HN-4202室外解码器简介

HN-4202室外解码器在电视监控系统中是用于控制云台、镜头、摄像机电源、除尘、除霜机构电源等的前端设备。它适合于装有普通室外云台的场合。

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