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毕业论文

题目：

影音信息系统集

成设计方案

院系：

西南交通大学

专业：

电气工程及其自动化

姓名：

指导教师：

西南交通大学

院系西南交通大学专业电气工程及其自动化

年级2006秋季学号姓名

学习中心指导教师

题目影音系统集成设计方案

指导教师

评语

是否同意答辩过程分（满分20）

指导教师（签章）

评阅人

评语

评阅人（签章）

成绩

答辩组组长（签章）

年月日

毕业设计任务书

班级2006秋季学生姓名学号

发题日期：

2008年9月10日完成日期：

2008年11月10日

题目影音信息系统集成设计方案

题目类型：

工程设计技术专题研究√理论研究软硬件产品开发

一、设计任务及要求

1公共展示区视频信息发布系统功能要求

2展示区音响及视频系统设计

3系统集成控制功能及设计思路

4集成设备与周边设备选型

5系统设计施工图,

二、应完成的硬件或软件实验

1系统设备考察选型

2软件编程,触摸屏画面制作

3设备运行与调试

三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）

1设计论文

2电气控制原理图资料

3设备操作手册

四、设计进度安排

第一部分　搜集资料，整理实际工作中一些经验。

（2周）

第二部分　整理成理论片断。

（4周）

第三部分　成文。

（6周）

评阅及答辩（周）

指导教师：

年月日

学院审查意见：

审批人：

年月日

诚信承诺

一、本设计是本人独立完成；

二、本设计没有任何抄袭行为；

三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。

　　　　　　　　　　　　　承诺人（钢笔填写）：

　　　　　　　　　　　　　　2008　年　11　月10　日

摘要

信息化影音系统集成"InfoAV"已随同IT行业迅速发展,并且成为一个新的行业,使用越来越广泛，分工也越来越深化。

在上至国防,教育,公安及电力各重点调度指挥,下至公共场所,企业信息发布及各种多媒体广告,家居智能化控制等,在的日常生活中都可以随时见到她的身影。

论文分4部分对信息化影音系统进行描述：

1、信息化音视频系统集成概述:

2、系统集成的发展方向

3、系统集成设备简述

4、信息化音视频的IT技术融合

现代的智能系统集成不是简单的堆砌，它更不是把各种技术和系统拿来放在一起进行演示的展示台。

一个理想的系统集成应用模型应能够连接所有与之相关的对象，并根据需要综合地发生相互作用,以满足整体目标的实现。

现代信息技术提供了信息集成全面解决方案的基础，基于Intranet网络的Web技术可以在世界和大厦范围内提供信息的采集和综合，信息的分析和处理，信息的交互和共享。

由于采用了Intranet网络和Web技术进行系统信息集成，使建筑物内的设备监控自动化和管理的实时监控，信息经建筑物内的LAN和电信部门的公众WAN网络媒体人们生活中也经随处可见可得。

关键词:

信息系统集成,影音系统,中控主机,触摸屏控制,智能化控制。

Abstract

Information-basedaudio-visualsystemsintegration"InfoAV"hasbeenaccompaniedbytherapiddevelopmentofITindustryandbecomeanewindustry,moreandmorewidelyused,increasinglydeepenthedivisionoflabor.Inthelasttonationaldefense,education,publicsecurityandfocusontheelectricitydispatchingcommanddowntopublicplaces,businessinformationandavarietyofmulti-mediaadvertising,intelligenthomecontrol,inthedailylivescanbeatanytimetoseeherfigure.

Papers4hoursofvideoandaudioinformationonthepartofthesystemisdescribed:

1,information-basedaudioandvideosystemsintegrationoverview:

2,systemintegrationdevelopment

3,systemintegrationequipmenton

4,information-basedaudioandvideotechnologyintegrationofIT

Themodernintelligentsystemsintegrationisnotsimplypiledup,itisnotavarietyoftechnologiesandsystemsusedinconjunctionwiththeShowcasepresentation.Anidealmodelsystemintegrationapplicationshouldbeabletoconnectalltherelatedobjects,andinaccordancewiththeneedtointeractinanintegratedmannertomeettheoverallgoal.Moderninformationtechnologyhasprovidedacomprehensiveintegratedinformationsolutions,Web-basedIntranetnetworktechnologyintheworldandbuildingwithinthescopeofinformationcollectionandsynthesis,analysisandinformationprocessing,informationsharingandinteraction.AsaresultoftheIntranetnetworkandWebtechnologyforintegratedinformationsystemssothatthebuildingautomationandcontrolequipment,managementofreal-timemonitoring,informationbybuildingLANandWANtelecommunicationssectorofthepublicmedianetworksinpeople'slivesalsocanbeseenbytheToo.

Keywords:

integratedinformationsystems,audio-visualsystem,controlofthehost,touch-screencontrol,intelligentcontrol.

目录

第1章音视频信息（infoAV）系统简述1

1.1信息化音视频系统的集成原理1

第2章总体方案设计3

2.1系统设计原则3

2.2集成控制系统主要功能特点概述4

2.3影音信息系统集成目标4

2.4音视频信号切换矩阵系统7

2.5设备平面布置图8

2.6系统集成设计原理图9

第3章系统集成控制设计方案10

3.1整个展示厅设计说明10

3.2各展示分区深化配置说明11

3.3音视频矩阵配置设计11

3.4音响系统12

3.5主要设备清单12

3.6主要设备介绍：

15

第4章影音系统集成软件与程序17

第5章系统集成操作说明19

结束语21

致谢22

参考文献23

第1章音视频信息（infoAV）系统简述

1.1信息化音视频系统的集成原理

信息化音视频系统的集成：

是由多种多样的音频，视频及相关的其它设备，如:

投影仪,音响设备,大屏幕显示设备,照明调光控制，电动升降台，电动窗帘等综合构成。

并且依据使用者及设计功能需求进行有机地组合而成，他们包括音视频信号输入与输出，控制主机，音频，视频，矩阵分配等，信息处理等。

下例设备构成的一个简略的多功能厅系统集成方案。

图1：

多功能厅影音系统集成原理图

1、前端设备

主要包括音视频信号和音视频记录与重放设备两大类，具体的常见设备如下。

（1）视频信号源：

摄像机、视频展台和话筒音频信号源。

（2）视频记录与重放设备：

如磁带录像机（VTR）、硬盘录像机（VHR）、专业音视播放器、多媒体计算机、DVD／VCD、电子互动白板等。

2、终端设备

主要包括音视频显示设备和音视频记录设备两大类，具体的常见设备如下：

CRT监视器、LCD、PDP、OLED显示屏、LED显示屏。

以及多种类型的投影机，DLP投影机。

电子互动白板、磁带录像机、硬盘录像机、光盘刻录机、可录DVD和数字告示板等。

3、外围设备

其种类繁多，功能各异。

其中较常见的如音视频切换器、矩阵切换器、分配放大器,信号处理器,各类接口和图像效果处理设备。

照明调光控制器，电动门窗等，也可以把会议电视系统设备和集成电路控制系统设备列入外围设备的范畴。

4、传输设备

包括传输介质（各种线缆）和配套设备。

主要的传输介质有同轴电缆、光纤、

双绞线等线缆，以及无线传输介质--射频信道、红外、微波信道等。

还有多种特殊信号线缆。

5、控制主机

是系统集成的一个重要关键设备，用来控制各信号，分配信号，信号处理，并可通过软件与各设备进行通迅，通过多种协议，如红外传输，RS232，485，NET，等通迅方式操作系统内的各子设备，如AMXIN3000并配置无线触摸屏通过无线NET网络进行各设备控制操作。

第2章总体方案设计

市展示厅是参观者及相关人士了解城市建设规划的重要窗口，也是城市发展规划蓝图的缩影和城市发展历吏展览馆。

整个展厅共2层分A、B、C三个区，展厅区总面积约1200平方米。

依据项目的功能需求,做了如下的设计方案：

2.1系统设计原则

1、设计依据与规范

GB/T50311-2000建筑与建筑群网络布线系统工程设计规范

GB/T50312-2000建筑与建筑群网络布线系统工程验收规范

中华人民共和国建设部民用电气设计规范（JGJ/T16-92）；

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）

《智能建筑设计标准》（GB50045-95）

《信息技术互连国际标准》（ISO/IECl1801-95）

《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95）

2、可靠性和稳定性

可靠性和稳定性是系统设计的首要目标，在设计中要充分考虑展示环境应用中可能出现的情况，在设备选型时，在条件允许的情况下，尽可能选取高可靠性和高稳定性的设备，关键设备应有冗余备份和UPS不间断电源，以保障系统在非常条件下的良好使用。

3、移动性

在设计中充分考虑多种设备的实用性，即可以移动及组合使用，从而大大提高系统设备的利用率，使整体上满足经济性要求。

为保证系统所选用的技术和设备的协调运行能力，以及系统投资的长期效应和系统功能扩展的需要，系统必须满足开放性和标准性，更能体现出科学、方便、经济、实用的原则。

4、扩充性

各系统应具有数据共享功能，可以与其它系统相联，根据需要,可随时调用相关的音频,图像信息,及电子文档。

相关信息可以保存在服务器中,以便于获取相关数据。

应具有Internet及网络接口，便于查询所需信息或进行信息发布。

为了适应系统功能变化的要求，系统设计充分体现在展馆设备增加或变化时可以在不变更管线的基础上进行系统即时扩充。

2.2集成控制系统主要功能特点概述

本设计采用IT融合控制技术，提供智能化、数字化、无线控制和实时监视等一系列综合集成解决方案。

1、快速切换：

所有的影音视频和计算机信号只需使用无线或有线触摸屏就可以进行各种快速切换和输出，包括音频系统的切换、音量控制、灯光调节、视频信号控制、电动窗帘等电器设备的控制。

2、集中控制和资源共享：

整个生活与工作环境中所有的音视频、计算机、强弱电系统均可以直接接入控制系统，通过编程，可以实现任意开关机、音视频设备遥控、电器设备等，多种设备在一个可移动控制面板上通过编程有序化"一键式"操作。

3、任意定义面板内容和控制流程：

应用系统中的所有设备都通过主控机进行控制，并通过一个统一的操作界面--IPST有线或无线触摸屏进行操作，使得应用系统的控制、操作和切换简单明了。

使用SmartTouchDesigner触摸图形设计软件，能够将复杂的应用逻辑转换成人们熟悉的彩色图文按键操作，通过按键上的文字标注，采用导航式界面，为使用人员快速准确无误的操作。

4、同时为便于今后扩展和升级：

该系统支持目前市面上几乎所有的影音视频和多媒体设备。

智能集成控制系统支持无成本扩展，新的设备随时都能通过加载小巧的红外无线控制单元，快速方便地融合到整个系统中去。

5、高可靠性和高稳定性：

该系统允许用户7×24小时连续开机运行，任何的停电、短路都不会对整个系统造成损坏和程序的混乱，保证用户对系统高可靠性和稳定性的要求。

2.3影音信息系统集成目标

1、系统建设目标：

智能化的电子展示系统，是现代化政府机关为实现其业务功能而设置的信息化基础设施，是办公现代化水平和效能的具体体现。

局智能展示厅即是以此为目标，提供一个先进、高稳定、高可靠、高操作性及可扩充性的音响系统、影像系统、控制系统、展示系统，把复杂的各子系统要相互连接成为一个有机的整体，因此必需设计先进、实用、功能齐全的智能化系统。

2、系统建设宗旨：

为体现音视频系统的先进性，并合理利用资源，使各音视频设备更易监视、操作与管理，要求配置集中控制系统，实现对各智能展示厅的投影显示系统、多媒体设备播放、矩阵信号切换系统、音量控制、摄像头控制、视像联动系统、灯光、电动幕及窗帘等周边环境设备进行全面、自动化、智能化控制，并能为各多媒体子系统提供多种通讯接口及网络平台，以监视到各应急系统、控制子系统、多媒体子系统的运行状态；同时提供的I/O口，可以与动作感应器相连接，在大门、通道安装红外人体感应，观众路过的时候，会自动打开周围的照明灯同时开启相关的影音展示设备。

要求配置灵活，具备良好扩展性能，采用专业标准的多种控制网络方式构建，与音视频系统的各子系统无缝链接。

并能利用基础网络资源，通过TCP/IP网络及专业标准的多种控制总线实现各区域同步或独立操作，可在计算机上和触摸屏上显示展示厅的使用状态和日程安排。

同时设立多级管理权限，监视和控制均需通过密码授权。

3、集中控制系统的概述

智能集中控制系统取代展示厅内的各种音视频设备的遥控器、墙面开关，使用户及管理人员只需通过分布在控制室或各个展示厅出入口的有线及无线彩色触摸屏,或嵌墙式安装的触摸屏进行模式控制或分项控制，就可以简单方便的掌控各类复杂的子系统设备的各项操作。

4、集中控制系统控制界面需求

A、触摸屏控制界面要求根据现场需求进行个性化的设计，各展示厅的设备编号或用途分类在触摸屏上以明显的文字标识，并供管理者选择。

B点击触摸屏首页即可进入数字化智能控制模式，在该页面可选择进入相应的子系统进行分别控制或模式化控制。

针对各音视频设备，可自由设计控制界面，按要求增删按钮、改变按钮的形状、颜色、字体，或添加动画使按钮更生动。

C集中控制系统触摸屏界面上可控制所有RS232/422/485串口连接的设备，如投影机、会议系统、摄像头、矩阵等。

投影机控制页面要求能实现轻击页面上的"开"、"关"及信号切换按钮即可对投影机进行实时的操作，亦可设置一键"投影模式"而使投影机自动开启、吊架自动下降到适合的投影高度，使原来繁琐的操作变得简单快捷；

D集中控制系统触摸屏界面上可控制所有由红外遥控器控制的设备，如DVD、CD、LCD显示器等。

DVD控制页面要求通过简单直观并且带有图标的按钮即可轻松实现对DVD的播放、选曲、暂停、快进、快退等控制功能，并能使之与信号切换器、投影机联动，将DVD的视音频信号实时的投放到投影机和音响；

E要求集中控制系统触摸屏界面上可控制所有由弱电、强电驱动的设备，如灯光、窗帘、电动升降台、系统电源等。

灯光控制页面要求可对所有灯光进行合理的分组控制或模式控制，并实时的显示各路灯光的开关状态等。

展示厅智能控制系统，包括灯光控制，场景设置，电源总开总关功能；红外遥控、网络远程控制等并在其电气设计中预留足够的扩展回路及容量，以便随时扩展及调整。

5、集中控制系统程序功能的设计

集中控制系统软件可根据各展示厅实际情况及需求，而量身订制控制程序。

配置具备多种通迅方式和控制端口的可编程集中控制主机。

提供以TCP/IP网络化的彩色触摸屏为操作中心，系统中各设备通过触摸屏按键实行全面一体化的控制，并可通过触摸屏显示计算机画面，对计算机进行控制，实现电子白板的功能。

所有的影音视频和计算机信号只需使用触摸屏就可以进行各种快速切换和输出，包括音频系统的切换、音量控制、灯光调节、视频信号控制、电动窗帘等电器设备等。

应用系统中的所有设备都通过主控机进行控制，并通过一个统一的操作界面（有线或无线触摸屏）进行操作，使得应用系统的控制、操作和切换简单明了，将复杂的应用逻辑转换成人们熟悉的图型按键操作，通过按键上的文字标注，使操作明白无误。

整个生活与工作环境中所有的音视频、计算机、强弱电系统均可以直接接入控制系统，通过编程，可以实现任意开关机、音视频设备遥控、电器设备等多设备在一个可移动控制面板上的有序化"一键式"操作，功能如下：

1：

控制DVD、录像机、MD等设备进行播放、停止、暂停等功能。

2：

控制投影显示系统，进行开/关机、输入切换等功能。

3：

控制电动吊架、电动屏幕，实现上升、停止、下降等功能。

4：

与音频媒体矩阵进行连接，进行音量上升、下降、静音的控制功能。

5：

控制A/V矩阵、VGA矩阵，实现音视频、VGA信号自动切换控制功能。

6：

控制展示厅的灯光和窗帘，自动适应当前的需要；

2.4影音信号切换矩阵系统

1、系统设计目标

为局各展示厅等场所提供灵活、稳定的信号传输与控制解决方案。

2、系统设计要求

音视频切换控制系统包括各展示厅内各信号源、显示终端的信号切换控制。

信号源格式包括RGB计算机显示信号、复合视频信号、音频信号等。

并能受AMX集中控制系统通迅控制。

3、音视频信号传输与切换接口要求

音视频信号矩阵的视频接头为BNC接头，音频接头为简便的接线端子，RGBHV信号的接头需为标准的BNC-5接头或HD-15接头，以保持音视频信号切换系统的高度标准化与兼容性。

4、音视频信号传输与切换线材要求

为达到高质量的信号显示效果，根据源端至末端总体的传输长度，计算机传输电缆的设计达到标准要求

5、带宽范围、频率响应

视频系统中任何一个环节的周边设备（如计算机接口、选择切换器、信号处理器、矩阵切换器、分配放大器、传输线缆等）带宽不够，都会引起画面的模糊不清.通过特定公式，可计算出现场音视频系统所需的带宽，并要求所选择的器材在"满负载"的状态下工作时仍能满足带宽要求,为避免图像边缘的细节（锐度）和清晰度在传输过程中遭到破坏而产生失真，设计信号切换矩阵在传输信号过程中，其总谐波失真需<0.02%（20Hz到20kHz）。

同时，计算机视频的低频段：

即0~10MHz范围不良会造成画面出现拖影，因此设计的信号切换矩阵的低频响应在0~10MHz时，小于+0.1dB增益和-0.1dB衰减。

设计视频切换矩阵的频率响应失真范围为（+/-）3dB，这是为避免部分厂商为了提高-3dB点的带宽参数而人为产生过高的峰化规格（某些情况下可达+6dB），这种"过高的峰化"可导致色饱和过高以及其它失真现象。

为使输入与输出信号的完全相同，要求带宽参数必须满足（+/-）3dB的超扁平频率响应认证。

2.5设备平面布置图

图４：

一楼A区设备平面布置图

图５：

一楼B区设备平面布置图

图6：

二楼C区设备平面布置图

2.6系统集成设计原理图

图6：

影音设计系统图

系统原理设计主要为：

1；音频信号连接线路

2；视频信号连接线路

2；各设备控制信号线路：

2-1RS232、422、485通迅

2-2红外传输控制

2-3无线NET网络

2-4TCP/IPNET信号连接

3；电源分配线路

4；编程I/O输入，输出控制信号

第3章系统集成控制设计方案

3.1整个展示厅设计说明

整个展示厅具备DVD影音放映、数字多媒体、音频播放、灯光组合等综合功能。

需满足展示、无线控制和监视的要求，并体现其智能化、模块化的控制方式，因此需统一的集中控制主机作为总控制枢纽，使其在监视和控制各多媒体子系统时能轻松自如的运转,同时因展示厅内的设备较多，故需要配置便于接驳的控制扩展辅件。

网络型集中控制主机要求具备7个RS232/422/485控制端口，8个IR红外线/单向RS232控制端口，8个弱电继电器控制端口，8个I/O输入输出控制端口，4种通讯接口，并支持TCP/IP网络功能，控制主机能自动分配IP或指定IP，具有FTP功能。

展示厅的控制系统触摸屏选取1台有效控制面积为7.5英寸的无线彩色视频网络触摸屏作为移动或固定的总控制界面，使管理员可以固定在控制室中监控整个展厅，或拿着触摸屏在展厅的任何位置更轻松、更快捷、更灵活的实现对整个展示厅的设备系统的各种操作控制。

同时具备计算机控制中控的功能，处于局域网内的任何计算机在获得授权的情况下，均应可以通过IE网页浏览器凭密码进入集中控制系统的控制界面，从而在不需要增加任何成本的情况下，获得辅助的、备用的控制界面。

控制主机及控制触摸屏等含有独立操作系统的设备，架构在Linux系统之上，以提高系统的安全可靠性，避免遭受病毒侵袭或黑客攻击。

要求7.5英寸无线触摸屏分辨率640*480像素，色彩12位色深，可显示动态图像、图标和动画按钮，需可显示半透明图片；内置无线网卡，具备TCP/IP网络通讯，能通过触摸屏观看计算机显示画面，并完全控制计算机，在触摸屏上实现电子白板的功能。

要求触摸屏内置6个红外发射头，支持单向红外通讯功能，以进行紧急情况下对音视频设备的应急控制。

配备6台8路强电继电器对整个展区的控制，以实现系统电源、灯光、窗帘、电动幕、电动吊架等的智能化与模式化控制。

在展区一层配备4台6路合并式调光模块箱对一层展区的控制和在二层配备1台6路合并式调光模块箱对二层展区的控制，以实现系统调节室内的灯光的明暗度，并可通过中控设计灯光的明暗比率。