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6款矩阵主机横向对比评测

2011-12-14 15:09:40 来源:CPS中安网 责任编辑: liuzhenzhen
    矩阵的中央处理器(CPU/MCU)由嵌入式8位、16位演进到现在的32位、64位处理器,在大幅提升响应、切换速度的时候对提升图像质量与报警开关触发也起了不可忽视的作用。同时已有多家生产企业表示即将推出基于光电转换功能的光矩阵,在“山雨欲来风满楼”的前夕,让我们看一看市场主流、已相当成熟的插卡式数字矩阵的具体表现。
 
  矩阵的概念引用高等数学中的线性代数的概念,一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择,形成矩阵结构,即每一路输出都可与不同的输入信号“短接”,每路输出只能接通某一路输入,但某一路输入都可(同时)接通不同的输出。在监控、通信与广电等行业中,矩阵切换器的应用日益普及,本文主要针对模拟信号(视频、音频、VGA信号)矩阵切换器的一些问题进行研讨,因为模拟信号的信号格式、电路形式,主要指标及主要问题基本相同,当然针对不同的带宽、阻抗等会有些差异,但可归为一类问题,而数字矩阵在电路形式等方面与模拟方式差别较大,故另外讨论。矩阵切换器是监控门类中的老牌产品,虽然近两年在市场上没有出现大红大紫,一贯反应平平,但是凭借其自身的强劲技术实力,其中的看点还是层出不穷的。
 
  矩阵切换器的功能是在多路信号输入的情况下,可独立地根据需要选择多路(包括1路)信号进行输出,完成信号的选择。矩阵切换实际上的原理就是选择,选择的方式有很多种,最简单的就是将信号线直接接在一起,比如接线板,利用人工将输出信号线跳接在输入信号线上,也可完成选择,或利用琴键开关完成接通与断开,当然这是人工操作的,不存在指标等技术问题,故不作为矩阵切换讨论。第二种方式,利用继电器也可完成选择,利用电平控制继电器的通断,可完成输出线与输入信号之间的断开与连接,也可完成信号的选择,第三种方式是根据电路原理,利用芯片内部电路的导通与关闭进行接通与关断,并可通过电平进行控制完成信号的选择。继电器方式与芯片方式各有优缺点。继电器方式如果不考虑输入匹配与输出驱动的电路部分的话,它与联线方式一致,是靠物理接触进行接通与断开,因此技术指标好且价格低廉,其缺点在于稳定性较差,毕竟是靠物理接触,继电器有一定使用寿命,原则上讲,有8万次平均无故障操作且操作时有声响,由于线路板走线原因,不能做得规模较大,显得不够高档。而芯片方式由于靠电路进行接通与关断,芯片本身存在技术指标,因此要选择专用的切换芯片,价格较高,但稳定性好,可形成的矩阵规模较大。

 
 
  矩阵切换器根据不同的应用领域,为保证终端的显示质量,所要求的技术指标也不同。目前安防行业的矩阵标准相对粗放,由于信号只经过摄像,传输(一般是基带传输),控制与显示,且显示时对图像的质量要求相对较低,只要能看清,并不作转播等工作,因此监控行业对矩阵的要求是功能多(能带云台控制、报警等)、指标低,因此对矩阵的指标无明确的强制要求。但若以视频格式要求最高的广电行业为例,广电行业将整个信号传输过程,从摄像机开始到监视器为止,按照广播级对分量设备的技术要求都进行了技术指标分配,对模拟矩阵切换和分配,所定的技术指标如广播级gb/t14236-93等,值得一提的是视频会议领域,视频信号要经传输,记录和转播,且用户对图像质量也有较高要求,故应选择广播级指标,而不能简单地采用监控类产品。某些矩阵生产厂商一般都会自己标高一些参数,但这种参数水分较大。例如带宽,专用的矩阵芯片厂家的标称带宽为230mhz左右,但许多厂家却宣称这种芯片能达到350mhz,甚至更高,客户选择时应注意,在选择时也应注意随机信噪比、幅频特性、路间串扰三项主要指标。
 
  V2060采用200MHz主频的ARM-9微处理器技术,嵌入式32位处理器,LINUX操作系统,性能优异,系统稳定可靠,可利用预配置功能确保最高的可靠性,并且其模块化结构更易于安装、操作和扩展。
 
  用户可预定义系统巡视,成组切换,事件定时器,报警显示模式和报警清除模式。这些预定义功能可以分别在单个监视器上执行。为了确保安全,可以使用视频环接模块扩展原始视频信号,向DVR或其他存储设备输出并记录。
 
  V2060采用200MHz主频的ARM-9微处理器技术,嵌入式32位处理器,LINUX操作系统,性能优异,系统稳定可靠,可利用预配置功能确保最高的可靠性,并且其模块化结构更易于安装、操作和扩展。
 
  用户可预定义系统巡视,成组切换,事件定时器,报警显示模式和报警清除模式。这些预定义功能可以分别在单个监视器上执行。为了确保安全,可以使用视频环接模块扩展原始视频信号,向DVR或其他存储设备输出并记录。
 
  基于Windows的系统设置软件大大简化了初始安装过程和方便了后续系统参数维护。可实现安防自动化,即使一名操作人员也可控制整个4096路视频输入和512路视频输出的CCTV系统。矩阵系统通过RS-232数据或UDP协议与控制器或PC机进行通信。整个系统实现了网络化,由一个主站点通过以太网协议控制。V2060采用以太网通讯,AES-128算法加密,确保通讯快捷的同时充分保障网络通讯安全。
 
  配套的GUI软件提供的虚拟屏幕操作键盘,具有V2116系统键盘所有功能,更简化了系统操作。系统可以给用户分配不同的管理权限,更进一步确保系统安全。高可靠性的冗余电源设计,确保系统稳定运行。
 
  我们在拆机过程中,明显感到其菜单编程的“一键恢复”功能比较实用,相信厂商是出于对时下安防视频监控系统越来越大规模的考虑,有这个功能,可以减少系统编程出错后需要大量重新编程的工作。V2060采用CIC中央集控式编程,可以把整个系统编成由中心矩阵设置,各站点分矩阵会自动从中心矩阵下载,这样减少工程来回在各站点编成的工作量。同时,其双CPU和双电源热备份,为系统提供了强大的冗余能力。“一键恢复”, CIC中央集控式编程,双CPU三个功能组合一起,可以为整套系统提供良好的可靠性。其他如系统校时功能,可以由主站点发命令与分站点
 
  基于Windows的系统设置软件大大简化了初始安装过程和方便了后续系统参数维护。可实现安防自动化,即使一名操作人员也可控制整个4096路视频输入和512路视频输出的CCTV系统。矩阵系统通过RS-232数据或UDP协议与控制器或PC机进行通信。整个系统实现了网络化,由一个主站点通过以太网协议控制。V2060采用以太网通讯,AES-128算法加密,确保通讯快捷的同时充分保障网络通讯安全。
 
  配套的GUI软件提供的虚拟屏幕操作键盘,具有V2116系统键盘所有功能,更简化了系统操作。系统可以给用户分配不同的管理权限,更进一步确保系统安全。高可靠性的冗余电源设计,确保系统稳定运行。
 
  我们在拆机过程中,明显感到其菜单编程的“一键恢复”功能比较实用,相信厂商是出于对时下安防视频监控系统越来越大规模的考虑,有这个功能,可以减少系统编程出错后需要大量重新编程的工作。V2060采用CIC中央集控式编程,可以把整个系统编成由中心矩阵设置,各站点分矩阵会自动从中心矩阵下载,这样减少工程来回在各站点编成的工作量。同时,其双CPU和双电源热备份,为系统提供了强大的冗余能力。“一键恢复”, CIC中央集控式编程,双CPU三个功能组合一起,可以为整套系统提供良好的可靠性。其他如系统校时功能,可以由主站点发命令与分站点
 
  NT3000-83V通过控制本地图像多路输入、多路输出至电视墙。它集成了电子地图控制、画面处理显示、数字录橡/回放、云台控制及网络传输、报警控制,可满足现代安防全方面功能的要求。
 
  NT3000-83V灵活性和可靠性高。采用工控机架构,具有防震防磁设计,可有效提高平均无故障时间。采用全新的数字视频平台设计方法,在保证稳定性的同时,可以方便、迅速地为不同用户进行定制,以满足不同行业用户的不同需求。单机可支持256路视频输入,32路视频输出,其以太网级联功能强大,大大增加了系统扩展性,只需在主机中插入板卡,升级软件,就可轻松完成系统扩展。
 
  我们通过试用,感到其工控架构操作简单,采用WINDOWS全中文操作界面,可为国内用户量身定制。具有以太网报警转发功能,可转发至远程联网矩阵和计算机。另外比较独特的是简便的虚拟电子地图,使用户仿佛置身于监控现场,真正实现管理的智能化。其他如快速图像数据检索,配合强大的监控工作日 NT3000-83V通过控制本地图像多路输入、多路输出至电视墙。它集成了电子地图控制、画面处理显示、数字录橡/回放、云台控制及网络传输、报警控制,可满足现代安防全方面功能的要求。
 
  NT3000-83V灵活性和可靠性高。采用工控机架构,具有防震防磁设计,可有效提高平均无故障时间。采用全新的数字视频平台设计方法,在保证稳定性的同时,可以方便、迅速地为不同用户进行定制,以满足不同行业用户的不同需求。单机可支持256路视频输入,32路视频输出,其以太网级联功能强大,大大增加了系统扩展性,只需在主机中插入板卡,升级软件,就可轻松完成系统扩展。
 
  我们通过试用,感到其工控架构操作简单,采用WINDOWS全中文操作界面,可为国内用户量身定制。具有以太网报警转发功能,可转发至远程联网矩阵和计算机。另外比较独特的是简便的虚拟电子地图,使用户仿佛置身于监控现场,真正实现管理的智能化。其他如快速图像数据检索,配合强大的监控工作日。
 
  MV5000PR是国内矩阵市场2006-2007两年间销量最大的一款产品之一,也正是这款产品,为智敏夺取矩阵市场份额的销量桂冠立下了汗马功劳。MV5000PR由超大型安防监控主机、外配主控键盘组成,主机核心CPU采用32位ARM-9恩智浦ST-720芯片,标准的主板、控制板、输入信号/接口板、输出信号/接口板4板架构。主机外型采用标准工业8U机箱,单机最大容量240路视频输入和32路视频输出。
 
  安防监控主机采用嵌入式控制技术以及大规模音、视频切换专用芯片,溶合了先进的音、视频切换技术、超强的数据处理能力;中英文菜单综合设置安防监控主机系统功能;支持屏幕显示(OSD)系统时间、日期、运行状态、摄像机标题;实时侦测视频输入状态,可选择的视频丢失提示;提供视频输入有源分配;支持视音频自由、程序、同步、群组、定时切换方式;完善的控制权限、权力等级、用户授权,保障安防监控主机系统安全管理;内置16路报警输入、2路报警联动输出,外接报警主机可扩展系统警点容量,警点警防状态可查询,报警输出可编程,警后联动视、音频切换,自动录像,支持警情记录;支持多台安防监控主机联网控制(采用RS485方式);内置多种控制协议,可直接同时控制4种不同控制协议的解码器、智能球形摄像机;支持RS485、TCP/IP控制;支持多至16路视、音频18个IDE硬盘存储,硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录;安防监控主机采用先进的防雷技术使设备运行更安全,音、视频输入、输出、分配模块化、高密度结构。
 
  微耐特M8000的外型较大,相比一般的6U、8U机箱还要再高出一截,它采用9U标准铝合金机箱,+是一款CPU单元内置在中央控制板上的矩阵切换器。它可通过选配内置IP控制模块和视频服务器设计,通过随机配送的Vinet文字图形叠加软件以IP网络对矩阵主机摄像机名称可方便通过PC机输入,对整套系统进行操作和切换浏览视频图像,远程并可对摄像机及系统的控制访问。
 
  功能方面,微耐特M8000具备了常见矩阵应有的多数功能,如:可设置键盘对监视器、摄像机权限,系统可分区设置;有热备份主机选配设计,使主机稳定性更有保障;音/视频输入输出端口和通讯接口有浪涌保护措施及抗雷击干扰设计;系统设置可以电脑备份,使整个系统更加安全可靠;可外接64个分控键盘及可支持三级以上的多种组网功能;自带全中文菜单,可对矩阵的各项功能进行预设置;报警后可联动,自动打开摄像机及灯光,自动切换图像并启动录像;可预置任一防区警戒方式:定时、手动、常布/撤防及查询报警记录;输出可扩充到512路视频输出, 艾立克M8000没有采用外置式CPU单元,取而代之的是控制板上的AMD 32位533MHz MCU和每块输入/输出板上的日立Hitachi SAF2633F25V 40MHz CPU,由于CPU的分立式运算结构,使其具备了20毫秒以内的切换速度,可轻而易举地承担224进-64出的切换任务。总的来说,艾立克M8000是一款工控-嵌入混合架构的矩阵切换器,它在核心切换部分采用的是嵌入式,而其他各输入、输出板之间则是工控式,这样做的好处是系统的集成度更高,并且提高了整机的可靠性与可用性。

 
 
  艾立克M8000内部为6板结构,分别是CPU板、输入切换板、输出切换板、输入接口板、输出接口板与主板,虽然略显繁琐,但此类模块式格局对于后期的故障判断和维护还是相当有帮助的。
 
  下面我们来看一看M8000-Net的具体表现。M8000-Net交叉点矩阵视频切换系统是可扩展的全功能矩阵视频切换系统。该矩阵系统可以组成16路视频输入×16路视频输出的最小系统到超过704摄像机×64路视频输出的大型矩阵配置。此外,通过串联和联网技术也可以创建更大的系统。所有的视频输出通道都可以支持字符叠加以提供摄像机编号、通道标题、当前时间/日期及其他系统和操作状况信息的显示。
 
  一个M8000-Net系统可同时支持64个独立的键盘用户和PC用户。每个键盘和PC用户都可同时操作该矩阵系统。如果需要的话,该系统还可通过联网支持更多的键盘和PC用户。任一M8000-Net系统都可与128个不同的操作员联机工作。每个系统操作员都有可编程的访问权及优先权代码。通过键盘或PC 可直接对摄像机进行全方位的控制(上下左右旋转、变焦及透镜功能)。M8000-Net系统也可配置外部报警输入及辅助控制输出电路。当M8000-Net系统对一个报警进行探测时,就会发生自动系统反应。这些自动反应被称为事件。任何报警输入发生时,系统操作都具有很强的灵活性。更重要的是,这些事件可以对不同系统的报警反应进行自动操作,最大程度地降低报警情况下人为错误的可能性。 基于Windows的系统设置软件大大简化了初始安装过程和方便了后续系统参数维护。矩阵系统通过TCP/IP协议与控制器或PC机进行通信。整个系统全部网络化,使用外置MCU单元实现M8000-Net的网络化管理,通过以太网来控制整个系统。
 
  深艾普AP1000也是一款典型的嵌入-工控混合架构产品,控制部分采用恩智浦NXP-P89V51RB和P89V51RC嵌入式8位CPU,单机容量可达256进-64出,由于采用了4U插卡式高密度模块组合结构,可方便组合扩充每路视频带有图形、中文、文字图形混合标题叠加功能。同时,该机采用选配内置IP控制模块和视频服务器设计,可通过 IP 网络对矩阵主机进行操作和切换浏览视频图像,远程并可对摄像机及系统的控制访问。
 
  该机设有热备份主机选配设计,使主机稳定性更有保障,可设置键盘对监视器、摄像机权限;系统可分区设置。主板及音/视频输入输出端口和通讯接口有浪涌保护措施及抗雷击干扰设计系统可通过RS485进行多台多级矩阵联网可外接32个分控键盘及可支持三级以上的多种组网功能可预置任一防区警戒方式:定时、手动、常布/撤防及查询报警记录,报警后可联动,自动打开摄像机及灯光,自动切换预置点图像并启动录像,输出可扩充到64路视频输出,输入可扩充到512路视频输入, 输入带环通设计。自带全中英文菜单,可对矩阵的各项功能进行预设置。
 
  深艾普AP1000内部为4板结构,分别是主板、控制板、输出板、输入板。由于集成了CPU单元,AP1000将CPU内置于控制板上,从而节约了不少系统资源。再看性能,其视频手动切换、视频群组切换、视频巡视切换都能满意地同步切换视频输出、输入显示的图像和时间、字符等。另外,其报警联动方面通过开关量输出,能发出报警可见指示(包括灯光和字符图形指示)或声音指示,同时报警发生的地址也能得到及时同步上传。其他如断电/关机日志保护、开机自检等功能,AP1000也做得十分完美。据厂家介绍,深艾普已将旗下矩阵产品的售后服务年限延长至两年,相信良好的质量、完备的功能再加上完善的服务肯定会获得市场的青睐。
 
  基于Windows的系统设置软件大大简化了初始安装过程和方便了后续系统参数维护。矩阵系统通过TCP/IP协议与控制
 
  测试总结
 
  厂家的标称指标,尤其是VGA信号产品,有些水分比较大,无法判断真伪,小编认为,与其强调指标,不如强调可靠性,指标在招投标中有用,但矩阵设备是显示的核心设备,如果出问题会是全局性的问题,会使整个系统瘫痪,因此稳定性、可靠性是压倒一切的,情愿价格高一点,甚至是指标低一点,也要保证稳定、可靠。
 
  技术支持方面,在工程现场中遇到的问题千奇百怪,厂家的技术支持能力是很重要的指标,有些厂家仿造的能力很强,自主研发的能力差一些,在遇到实际问题时,能够真正明白原理,找到问题并解决的能力不足,会使工程方在工作中走许多弯路,不如选择历史长久一些,有独立的研发能力,对问题产生的机理有正确认识,产品适用性强,稳定可靠,有较强现场解决能力的厂家合作。
 
  在设计方案时,信号源的数量比较容易确定,看看有多少个信号源,矩阵的输入数量就定下来了,但要考虑好独立的输出通道个数,这是根据系统的操作模式而定,有时可能有几台显示设备之间仅有分配关系(彼此永远一致,不独立)那么就可考虑占用一个输出口再加分配器,如果这些设备有可能是独立的,那么还是各占一个独立的输出口好一些。
 
  在很多情况下,输入和输出数量很大,如果采用大型矩阵,造价会较高(矩阵是越大越难作、成本也越高)可以考虑是否能够分组使用,例如在监控时,可以让显示墙中某些显示设备只显示某一区域的信号,而其它设备各自显示其它特定区域的信号,那么就可将大规模矩阵折分成小规模的矩阵(如将128×64折分成4台32×16)。
 
  目前生产矩阵的厂家很多,标称指标各不相同,依小编拙见,由于这类设备不是实验室的样机,而是工程应用产品,因此工程中的适用性问题和可靠性问题非常重要。工程现场情况各有不同,在产品的成熟过程中需要经过不断的工程检验,发现问题需要及时改进,因此产品的成熟过程比较长,常见到的情况是:在现场,利用某些品牌的产品,工程中会出现一些技术问题,而用其他品牌的产品后,问题便可解决,并非前一品牌产品有多大错误,只是它的适用性不及后一种品牌产品,通俗地讲,是学费没有交够,遇到的问题没有足够多,产品设计上有考虑不周之处,因此建议选择口碑相对较好的产品,因为它的产品已经相对成熟一些了。
 
  附:选择矩阵切换器的常见参数
 
  1) 随机信噪比:信号通过任何设备,都会因为引入“噪声”而使质量变差,信噪比就是指信号与所产生的噪声的比,该值越大,表示引入噪声越小,在视频信号时,(6mhz以内)信噪比要求至少达到65db。
 
  2) 幅频特性:信号通过设备时,各种频率的信号会有不同的衰减,一般是频率越高,衰减越大,对视频信号而言,一般不用带宽的概念(衰减3db时的频率),而是采用在6mhz的频谱内(视频信号的频谱都在6mhz以内)最大的衰减量,标准要求不超过0.2db,如果考虑到音频的调制,在8mhz内不超过0.5db。
 
  3) 路间串扰:多路信号在同一设备中,由于空间的辐射与电源的波动,彼此之间会形成干扰,称为串扰。串扰不能大于-55db。



 

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关键词矩阵测评
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