分布式指挥中心音视频系统设计方案.docx
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分布式指挥中心音视频系统设计方案
XX指挥系统
:
案
目录2
第1章概述4
第2章系统选型分析4
2.1拼接显示技术发展4.
2.2拼接控制技术发展5.
2.2.1集中式拼接控制系统5
2.2.2嵌入式拼接控制系统7
2.2.3分布式拼接控制系统8
2.2.4智能液晶云拼接系统8
2.3智能云拼接与传统方案比较9
2.3.1处理能力9
2.3.2稳定性9.
2.3.3系统扩展性10
第3章选型定位11
第4章系统设计方案13
4.1功能简介13
4.2系统方案特点13
第5章具体设计说明15
5.1指挥中心主会场15
5.1.1发言系统16
5.1.2扩声系统17
5.1.3显示系统19
5.1.4交互式管理系统1.9
5.2指挥中心分会场错误!
未定义书签。
第6章环境要求28
6.1电源要求28
6.2接地要求28
6.3网络要求28
6.4灯光要求28
6.5建声要求29
第1章概述
指挥中心应以监控、管理为手段,以控制、优化为目的,以智能化、高效率的管理模式取代传统的、低效的管理模式,以提升信息系统管理效率和服务管理质量,降低人工操作和
管理带来的风险。
应充分利用了现代化音视频技术、数字化技术、计算机多媒体技术、网络技术、智能控制技术等。
因此指挥中心的会议系统建设应遵循“数字网络化、智能化、统一管理化、系统兼容、安全可靠、先进实用”的总原则。
本次设计内容包括1间指挥中心主会场、1间指挥中心分会场、1间决策室。
根据系统需求,结合系统特点,本次采用大因云屏多媒体信息分布式交互系统。
第2章系统选型分析
2.1拼接显示技术发展
随着经济的发展和社会的进步,大屏幕拼接方案越来越多的应用在能源、通信、广电、交通、军警公安、智能建筑、安防、工业自动化等各行各业,并从行业用户延伸至商业领域和民用领域。
大屏幕显示主流技术由DLP—枝独秀演进为窄边LCD拼接迅猛发展,并与
DLP两分天下。
大屏幕系统的灵魂一一拼接控制系统,也随着技术的不断进步,从早期的基于工业PC架构的传统集中式控制器、嵌入式拼接器,逐步发展到最先进的分布式图像控制系统。
应用于拼接系统的两种主流技术对比:
对比项目
DLP
LCD
拼缝
0.5—1mm,拼接缝隙已达极致,整体效果
非常好
最小3.5mm,拼缝较小,整体显示效果较好,但与DLP拼接相比仍有一定差距
以UHP光源50”单元为例,行业内典型
主流的液晶拼接单元屏前亮度均能达到
亮度
值约450-600cd/m2,略低于LCD单元,
700cd/m2,亮度较高,可在较强环境光下使
LED光源更低
用
对比度
600:
1—1000:
1
对比度大于3000:
1,灰阶层次更丰富
空间及安装
需要较大的安装空间和维护空间,体积大
重量重,安装不便,调试繁琐
轻薄机身,占用空间少,安装方便,调试
简单效率高
整屏亮度、色彩
一致性
亮度、色彩一致性一般,初始状态差异较大,后期施工调试对工程师经验技术要求很高
面板初始的亮度、色彩一致性较高,后期
施工调试简单
长期使用的亮
由于使用UHP或LED作为光源,亮度衰
度衰减色彩漂
减曲线偏差大;使用一段时间后,色彩漂
亮度衰减一致性较好,基本无色彩漂移
移
移明显,需人工重新调试
色彩饱和度
约70%左右,视觉效果不佳
约92%,清新艳丽,目测效果明显优于
DLP
适合较大空间和显示面积,7*24小时开
大小空间均适合安装,7*24小时开机,长
适合显示环境
机,长年运行,稳定性较高,专业用户的
年运行,稳定性较高,专业用户的选择,
选择
也逐步应用到非专业领域
使用环境要求
对温湿度粉尘等环境要求较高,仅限室内
使用
对温湿度粉尘等环境要求较高,多为室内
使用,经特殊改装后可用于室外
后期使用成本
整机功耗低,UHP灯泡寿命仅6000小时,
运行不满一年需批量更换,维护成本
高丄ED光源可达5万小时,但亮度过低
整机功耗低,5万小时以上使用寿命,后
期无耗材支岀,维护成本低
相对于DLP拼接,LCD拼接系统具有高亮度、广色域、高分辨率、体积小、一致性好、
低造价、易于安装维护等诸多优势,本系统建议选用LCD超窄边拼接系统。
而采用何种拼
接控制技术更适合LCD拼接以及满足用户更加细分的使用需求,成为厂商和客户思考的问题。
2.2拼接控制技术发展
2.2.1集中式拼接控制系统
主要
集中式拼接控制系统是一种基于工业计算机架构的串行数据传输与处理服务系统,由以下系统构成:
工业计算机
主板
CPU处理器
内存硬盘
操作系统
MicrosoftWindows
Unix/Linux
图形处理模块
图形输出卡
RGB信号采集卡
视频信号米集卡
控制软件
C/S或B/S架构
安装在工业计算机和控制端电脑上
集中式拼接控制系统的应用模式如上图所示:
所有信号源全部接入工业计算机采集,
有输出也全部经由工业计算机控制,其工作模式即是在工业计算机显示输出卡上模拟一个电脑桌面,然后将所需信号源在该电脑桌面上开启窗口;
222嵌入式拼接控制系统
目前,市面上的绝大多数嵌入式拼接控制系统是一种基于CrossportSwitch或Fabric
Switch架构的集中式控制系统,该架构与传统PC架构集中式系统相比,摆脱了系统运行对
操作系统的依赖,利用新一代开关器件结合交叉分组技术实现的一种交叉开关网络,系统中
多个点到点的通信链路被组织在一起,最终能够实现所有芯片或模块间的任意互连和并发传
输,系统带宽从而成倍的增加;主要由以下系统构成:
标准工业级电源
图形输出模块
图形采集模块(数字/模拟RGB、标准视频、高清视频等)
背板交换模块(负责整个系统所有数据的传输与处理,类似于矩阵切换)
控制接口模块
C/S架构软件,安装于控制电脑上
下图为目前市面上常见嵌入式控制系统所用技术的示意图,由芯片系统框图可以看出,
嵌入式架构的主要功能集成在交换芯片上,从前端数据采集到后端显示,都是由主芯片控制,
在技术上比较容易实现。
223分布式拼接控制系统
分布式拼接控制系统是一种:
基于网络交换架构的并行数据传输与节点化、分散式处理
的图形处理控制系统,主要由以下组件构成:
圈慷处理倉据传输人机交互
信号采集节点:
独立、模块化设备,采集数字/模拟RGB、各种视频信号,处理并通过
网络传输信号;
信号输出节点:
独立、模块化设备,接收采集节点的IP数据包,经处理还原为数字/模
拟RGB输出;
以太网交换机:
数据传输与交换;
管理服务系统:
个人电脑或服务器,管理调度控制系统中所有节点设备,不进行图像处
理;
控制端:
多种模式,PC界面、iPAD、中控集成界面等,进行信号调度、视窗管理、参数调整、系统设置等。
2.2.4智能液晶云拼接系统
智能液晶云拼接系统是大屏幕行业的革命性产品,它颠覆了拼接系统传统理念和架构,即拼接屏+图像控制系统+操作软件三位一体架构。
在云拼接系统中,拼接屏将不仅仅是显示的终端,而是参与海量数据处理、协同工作的“云屏”,拼控系统不复存在,传统信号设备将不再是必须,系统将变得前所未有的简单。
IQ
DVDHW・
在过去,我们只能使用各种专用线缆,将来自于四面八方的图像信号接入到拼接系统中,繁琐庞杂。
随着安防、会议、多媒体教学、AV等行业逐步从模拟一数字一网络化发展进化,大屏幕行业同样进入网络化时代。
云拼接的构建正是基于网络的视频云平台,因此所有的信
号接入输出都将可以通过网络来实现。
随时随地只要插上网线,即可将任意位置信号接入云
拼接系统,并在云平台中任意位置单台或多台显示设备组合还原输出。
信号在系统内部均是
纯数字处理及传输,可被无衰减地传输至很远的距离。
所有信号的处理,例如分割、缩放、编码、压缩、拼接、解码、图层叠加等等都在系统内部完成,并提供内部格式转换功能。
使其天生具备并且超越了传统拼接控制以及分布式图像拼接的功能,是完全具备独立拼接功能
的液晶显示系统。
2.3智能云拼接与传统方案比较
231处理能力
描述
类型f
性能比较
液晶单元+集中式拼控
较差,受限于工业计算机PCI-E带宽和计算机性能,造成液晶拼接系统整体
性能低下
液晶单元+嵌入式拼控
一般,受限于矩阵切换芯片支持的处理规模和性能
液晶单元+分布式拼控
优,独立模块化设计,负载均衡,处理能力随系统规模同步递增,性能无瓶颈
智能液晶云拼接
性能同分布式
2.3.2稳定性
-.一描述
类型f,一、、_
系统稳定性对比
液晶单元+集中式拼控
受限于硬件架构,常常岀现工业计算机与其他板卡的兼容性问题
OS问题,Windows或其他OS的固有漏洞及系统故障、网络风险无法避免
集中式大功率供电、一体化运行,系统任何一个点岀现问题,都会导致整个
系统岀现故障、大屏幕系统完全无法运行
液晶单元+嵌入式拼控
系统运行状态取决了单颗主芯片的性能和稳定性,将系统风险集中到一个点上,岀现系统整体宕机的风险很大
集中式大功率供电,风险较大
一体化运行,数据交换模块岀现问题会导致大屏幕系统黑屏,信号采集模块岀现问题,则会导致控制操作混乱,经常岀现需要客户系统重新上电的问题
液晶单元+分布式拼控
独立模块化设计,单点失效不影响全局,双电源供电方案节点化,模块相互独立只处理与其相关的数据,模块间互不影响SoC工作模式,无操作系统风险
系统架构简单,方便快速故障排查
智能液晶云拼接
核心为网络分布式图像控制技术,风险分散,容错能力强;架构简化,可靠性更高
233系统扩展性
描述
类型、
性能比较
液晶单元+集中式拼控
主板卡槽数量有限,PCI-E带宽无法承载众多板卡的数据交换,系统规模严重受限
2、大型项目只能采用多机级联的方案,相当于把多组拼墙+控制器组合在一
起,可以扩展输岀规模,但无法跨机开窗口,信号源不能共享,操作起来诸多限制
液晶单元+嵌入式拼控
机箱卡槽数量有限且不能有效利用(任意混插)。
系统规模通常限制在30
面屏以下
大型系统拼接控制器需提前定制,价格高周期长
功能单一,仅满足拼控系统多路输入+多路输岀的基本需求
液晶单元+分布式拼控
网络架构,独立模块化设计,负载均衡,处理能力随系统规模同步递增,规模基本无限制
所有数据可跨广域网传输,轻松实现多系统互联互通和多级架构统一管理基于H.264编解码算法和TCP/IP传输,轻松对接安防监控、视频会议等系统,以及实现诸如录播、中控、无线传输等功能的扩展
智能液晶云拼接
性能同分布式,架构更加简化,系统具备高扩展性
第3章选型定位
基于上述论点,我们选用大因智能液晶云拼接系统。
智能液晶云拼接系统是在分布式拼接控制系统基础上衍生出的革命性产品,它与分布式
拼控系统最大不同在于,它将系统后端和液晶显示产品进行整合,使普通LCD屏天生具备
拼接控制能力,在提升系统功能的同时降低总体成本简化系统架构。
与传统液晶拼接系统相比,具备以下优势:
与生俱来的图像拼接功能,系统无需再配置任何拼接器和矩阵设备
云拼接板卡配有LVDS接口,直接驱动液晶面板,完全替代传统液晶驱动板
支持市场主流品牌型号超窄边液晶面板,可定制支持任意型号液晶面板
双千兆网口输入,链路冗余,规避网络风险(绿卡)
不借助第三方解码服务器,LCD拼接屏直接支持IPCamera的实时、海量接入,摄像机数量不受限制,单屏解码能力可达到同时输出16路1080P信号,总体解码能力随屏数增
多而倍增
内置协议库已支持国内市场主流品牌IPCamera,可定制支持特殊品牌及型号
除了通过网络接入信号,LCD拼接屏还支持传统接入方式,可直接接入
DVI\VGA\HDMI等信号,且信号不限于本屏显示,可在整屏范围内漫游、跨屏、缩放、层
叠,无需购置输入节点设备,降低系统总体投资
模块化设计,采用独立工作ARM+DSP架构,高性能高可靠性
分布式计算架构,适用于任何规模的拼接系统,处理性能随规模同步增强
TCP/IP传输,信号传输不受线缆长短及地理位置限制
支持超高分辨率图像的实时处理与点对点显示
支持OSD液晶面板参数调整
预留RS-232接口,可根据需要扩展对外围设备控制功能
具备音频输出接口,可将系统内任一输入节点音频解码输出,实现网络音频矩阵功能
(绿卡)
支持中控、iPad等第三方设备控制
具备液晶背光亮度级别调整功能多组大屏可做到集中管理、信号源共享,同步镜像
所有智能云拼接处理器节点可在线网络升级软件,及时提供客户最新功能
板卡低功耗设计,节能环保,低碳运行
第4章系统设计方案
4.1功能简介
子系统分处于不同楼层以及建筑物中,网络处于连通状态,ip可在同一子网中,也可
分属不同子网(核心交换机需更换为路由器);
系统中所有信号源不分地域均可共享(包括直通DVI信号),可在任意一组大屏上调
用显示,对于远端信号源,在调用之前可通过预览功能进行画面确认,无误后上屏显示;
子系统共用一台控制服务器,所有参数设置、指令接收、指令发出均由其实现,做到
分散系统,集中管理;
每个子系统可有一台或多台控制计算机,对本地大屏进行日常操作及管理,经授权后
也可对远端大屏进行控制,远端大屏显示内容可通过回显直观地在本地UI上显示,真正做
到远程控制;
所有输入输出节点设备均具备冗余供电功能,除了POE交换机通过网口供电,还另
配了AC-DCadapter,做到万无一失;
所有输入输出节点设备单点失效不致引起系统崩溃,仅针对单台故障设备更换即可,
可做到两分钟快速更换;
4.2系统方案特点
网络化、数字化、分布式架构设计:
系统采用业界最先进的分布式处理架构,以网络
交换机为核心,将各种类型的音视频信号进行独立的网络化、数字化编码、传输并进行解码显示,从根本上解决了传统方案的信号噪声干扰、远距离传输衰减、信号质量下降等技术难点;分布式、节点化的软硬件设计,使得系统系能和稳定性都大幅提高;
超强信号显示能力:
系统可实现所有信号源的接入管理、上屏显示,任一信号源可实
现在大屏幕墙以任意大小在任意位置进行开窗,可实现窗口的任意跨屏、漫游、叠加显示;
每个解码处理单元最高可达1920X1200全高清输出,每个单元可同时开启16个任意实时
活动视窗;
广泛的信号源类型支持:
智能云拼接系统对于信号源的支持,可涵盖目前市面上几乎
所有的类型;
信号种类
信号源类型
接口类型
视频信号
PAL、NTSC
CVBS、S-Video
RGB信号
数/模RGB:
800X600—4KX2K
D-Sub15、DVI-I/D
Dual-linkDVI
DisplayPort
MiniDisplayPort
高清视频信号
720P、1080i、1080P
YCbCr、HDMI
网络信号
IPCamera:
CIF—1080P
网络RGB信号:
任意分辨率
iOS、Andriod
RJ45、WiFi
SDI信号
SD、HD、3GSDI
BNC
超高分辨率信号
可自定义任意超大分辨率图像传输显示
RJ45
音频信号
最大192KHz@24bit
3.5mmTRS
超强系统扩展能力:
基于网络的智能云拼接智能云系统,接入节点数量不再受限,可
支持任意规模的拼接墙设置与管理,各种类型的信号源可被任意添加、控制,系统规模最大
可达65535个节点;
超大分辨率信号源处理与显示:
系统可选配UDESK超高分辨率软件模块,实现地理
信息系统(GIS)、卫星定位系统(GPS)、电力监控系统(SCADA)、行车调度系统(SIG)等专业应用的超高分辨率动态图像信号在拼接墙上完整、实时显示,可支持多个超高分辨率
图像同时显示与窗口叠加;
海量IPCamera信号接入处理能力:
可实现标准格式IPCamera的接入和处理显示,
不需要额外配置解码器等设备,支持CIF、D1、720P、1080i、1080P等各种类型IP摄像
机,支持多路IPCamera视频窗口任意大小、任意位置、任意叠加方式实时显示;兼容国
内主流品牌型号,新型IPCamera可在一天内实现接入支持,支持矩阵输入输出切换,单
台服务器最高支持256路IPC输入,16路IPC输出上屏;
完美支持第三方设备控制接入:
系统已集成国内外多家中控设备的支持,可使用无线
中控、iPad、AndroidPad、触摸屏等对系统进行拼接管理、视窗管理、预案调度、矩阵设备管理、本地回显等功能操作;可对客户已有或自购第三方设备进行快速软件定制与开发支持;
自主开发出中控主机,控制方式包括IR、继电器、RS-232、RS-485,能够对窗帘、
音响设备、播放器、灯光、拼接单元、摄像机、云台等设备进行远程控制,作为拼控功能的
扩展,使大屏系统达到了前所未有的强大整合能力;
录播功能的完美融合:
市面上常见的控制系统功能较为独立,大部分均为单纯的拼接
控制功能;系统自身集成了录播功能,可在实现拼接控制的同时,具备录播功能,为客户实
现低码流、节约化的录制、回放与录播管理功能;
真正实现远程Internet音视频传输与显示:
与市面上同类产品相比,系统通过更加成
熟的音视频编解码算法实现极低的码流处理与传输,在2M的家用网络内可实现视频、电脑
RGB信号的传输与解码显示,在商用10M的网络内,可实现高清视频全球化Internet传输
与显示,真正意义上实现大屏幕拼接控制领域的网络化、远程化与多地联动解决方案;
高度稳定的系统能力:
分布式、节点化的设计方案,使得智能云拼接系统对于稳定性
有了极大的提高,单点故障对于系统无全局影响,维护便捷、无需系统停工;无传统PC架
构控制系统固有缺陷和技术瓶颈,真正意义上实现热插拔、低功耗、安全可靠;
第5章具体设计说明
5.1指挥中心主会场
指挥中心主要由固定指挥中心、移动指挥中心及信息发布、信息接收、综合处理、数据
库、基础系统等组成,在这里我们重点关注指挥系统中对信号接入、处理、显示、传输、数
据存储等基础系统的解决方案;指挥系统虽然涉及各个领域,但是都有相同的需求:
1)接入信息量大:
系统需要有海量的信号接入能力,实际工程应用中需要显示的是成千
上万通道的前端信号需要处理、传输、显示;
2)多种信息接入方式:
需求接入IPCamera、电脑、高清摄像机、超高分等地图设备;
3)方便快速管理和控制:
系统需要快速、随意的调用处理各种信号;
4)信息需求点多:
所有的信号除了需要在本地显示、存储的需求外,还需要实现现场、
移动中心、救援中心、指挥中心多点的互通和共享;
5)容易扩展和保存:
除了相对固定的信号外,系统需要具备随时接入各种临时和移动信
号的能力;
6)具备特殊信号显示(如超高分辨率、4K视频源设备接入)和处理功能;
5.1.1发言系统
数字会议系统以革命性的数字技术取代了传统的会议模式。
以其数字化的性能加上操作
方便的软件控制,满足现代会议的一切管理需求。
数字会议系统包括音频会议系统、投票表
决系统、IC卡签到系统及视像跟踪系统。
配置完善的管理软件,既可以简化会场设备,又可以随意扩充功能,是一套集多种功能于一体的会议设备,同时也节省了工程经费。
它是利
用简单的系统处理和数字信号传送,无论是对小型会议还是数千人的多语种大型国际性会议
都能管理得得心应手、轻松自如。
系统连接示意图
本会议室采用桌面式全数字手拉手会议发言系统:
FionTu独创的全数字会议技术,桌
面式流线设计、时尚、典雅。
产品特点:
高清3.5寸TFT触屏
单音头(14MM纯金振膜音头*1)
一条数字传输链路
支持多种自有软件模块
系统支持同时使用150个主席单元,可指定其中一个为执行主席,通过专有菜单可实
现:
-工作模式切换-发起签到、表决-批准或拒绝申请发言-关闭指定话筒-关闭一个最先开启的话筒-关闭全部话筒
会议主机、执行主席或配合会议管理软件可实现多种投票表决模式:
-表决方式:
赞成/反对/弃权,可设置通过率;
-选举方式:
1/2/3/4/5,支持多选一、多选多共10种模式;
-响应方式:
--/-/0/+/++,可自定义按键的数量及内容;
-评分方式:
0--100,以实际按键人数为基准的平均分。
根据本会议室的需求,配置32只会议发言话筒(1只主席机、31只代表机)。
另配置
2套无线手持话筒,满足会议移动发言使用需求。
5.1.2扩声系统
考虑到室内整体装修效果,本次选择小体积大能量的音柱音箱。
配置Dante有源音箱2
只,布置于显示设备两侧,另配置6只吸顶音箱配合使用。
音箱参数如下:
10寸全频/PoE供电DD
2分频系统:
低音:
10寸;高音:
30芯球顶高音
频响:
65HZ-18HZ
指向性:
100°x80
灵敏度:
94dB
阻抗:
8欧姆
功率:
90W
音频处理器采用16进16出,内置两块高速DSP处理芯片;内置反馈消除模块;内置
数字自动混音功能;内置自动摄像跟踪功能;支持8种场景预设功能,通过智能处理器的路
由分配,以及各种数字化的音频处理器件,通过设置不同的场景,满足不同模式扩声要求,
同时考虑方便快捷的切换,可通过云屏分布式交互式系统中无线触摸屏对其进行控制,而且
触摸屏上可实时显示控制结果和实时电平显示。
5.1.3显示系统
显示系统配置1块P1.25的小间距LED大屏组成,尺寸为9m*1.6875m,用于显示各类影像、图片等资料,对各路输入信号进行显示。
同时配置1台46寸触摸显示屏,用于控制
整个系统。
LED云屏集传统LED屏系统中的LED大屏,接收卡,发送卡,视频处理器,拼接器,矩阵等设备于一体。
与传统LED屏相比较:
RJ45100M/1000M自适应云屏网络接口;
支持多屏拼接漫游;
支持IPC网络接入;
支持单台同时上屏4路1080P;
支持CIF、D1、720P等格式;
前维护设计,维护更快速、便捷;
支持7*24小时不间断工作,电源信号双备份
5.1.4交互式管理系统
可实现同一管理平台、同一网络下多用户、多终端、多操作平台下集中控制管理,指挥
大厅和领导决策室采用无线触摸屏或有线触摸屏即可实现对整套系统的控制,包括输入输
出、环境控制、系统状态等信息都能及时反馈到控制界面上,使以往复杂的操控变得简单和
直观。
5.1.5录播系统
考虑到指挥中心等涉及到一些比较重要的领导决策等,需要实时记录,而这也正是
DYNE云系统所能实现的功能,通过多媒体信息服务中心(录播服务器)可对接入DYNE云系统的所有音频、摄像机等多媒体信号进行录制,对会议过程进行全方位记录。
无需增加任何的录制节点等设备,录播服务器可直接录制高清输入接口机信号,同时支持16路高清录制工作。
工作人员可通过网页登录即可
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