基于网络化传输的分布式图像拼接控制系统的解决方案

　　视讯事业部数码显示系统产品处 徐明松

　　随着文明的进步，科学技术的发展，大屏幕显示设备以其卓越的性能和突出的显示效果在越来越多的行业部门得到了应用。一套显示系统能正常运行离不开控制系统的支持。本文主要以交通行业为应用背景介绍一套基于网络数字化传输的分布式图形控制系统(简称DVCS控制系统)。

　　引言：

　　轨道交通行业涉及到铁路、地铁、轻轨、电气化铁路、高速磁悬浮铁路等。在这些领域有一个共同点，即都要涉及到调度、信息集中显示等需求，控制中心作为轨道交通运行管理和维护的部门，需要时刻地监控整个线路的运行状况。为了保障轨道交通线路持续高效的运作，并能满足及时处理各种突发事件，以及迅速根据相关信息做出决定等需要，大屏幕显示系统就成为一个很好的信息显示平台。它可以更好地帮助相关部门进行调度、维护、管理、以及应急指挥等，大大提升交通运输管理水平，打造一个数字化路网自动控制系统的平台，更能适应大城市轨道交通的发展需要。

　　面对着各种复杂的信号和多变的应用需求，选择一套合适的控制系统显得很重要。本文会以对比的方式介绍DVCS控制系统的技术实现方式、原理以及其应用优势。

　　一、 传统的控制系统

　　1. 内置画面拼接系统

　　无论是DLP设备还是新一代的LCD设备，它们都有内置图形拼接处理功能。我们以DLP单元为例，早期由于图形控制系统成本较高，设备较昂贵。我们更多的是利用矩阵的1对多的信号输出功能提供信号，再利用光机的内置图像处理功能实现画面的全屏显示、叠加显示。但是光机的输入接口数量有限且无法增加，而且同时只能有2-3路信号一起显示在屏幕上。这对于视频监控为主的公安交通行业是远远不够的。

　　2. 集中式控制系统

　　随着制造业的发展、科技的前进以及成本的下降，多屏图形卡进入到了市场并逐步成为大屏幕控制系统的主要配件。通过输入-输出卡的板卡式结构，我们可以将很多信号以更加灵活的方式显示到拼接墙上。目前我们已经在很多的公安交通行业采用这样的控制方式。

　　3. 嵌入式控制系统

　　在集中式控制系统盛行于大屏幕拼接行业的同时，不少厂家开始着手研发硬件式的控制器。此类应用的优点是：无操作系统;基于硬件接口;扩展方便;成本低。很快，越来越多的项目开始导入这种控制方式，当然在没有很复杂的应用时，这套系统还是很受厂家和用户的欢迎。

　　二、 DVCS的优势在哪

　　1、 分布式控制系统产生的背景

　　分布式系统产生得益于三方面的技术因素：网络编解码技术日趋成熟、交换机的带宽逐渐增加、视频的处理技术越来越高。

　　不难理解，因为是基于网络的控制系统，所以分布式对网络带宽的要求比较重要。我们现在有工业级的交换机，它的带宽可以达到1000M/口，我们还有机架式交换机，它的带宽更高。以公安交通行业为例，这样就可以保证大量的摄像头信号通过网络接入到监控系统中。同时，它的传输媒介是网线，传输距离增加了，抗干扰能力增加了，施工布线更方便了而这些是传统的控制系统做到的。分布式就这样成为了众多企业追捧的对象，成为了拼接控制行业的新宠儿!

　　2、 分布式控制系统的结构

　　3、 分布式控制系统的组成

　　我们可以看下上面那张拓扑图上。用户的电脑信号、复合视频信号、高清视频信号、音频信号……是通过一个个处理器接入到交换机的，和显示单元连接的是显示处理器。控制电脑和服务器也需要接入到交换机。信号经过处理器实际上是一个网络编码的过程，当用户有需求将某一路信号在大屏幕上制定位置显示时，显示处理器负责解码，而我们的服务器负责控制它的显示方式。很显然，控制部分和信号部分是独立并行工作，各司其职，自然事半功倍。

　　4、 分布式控制系统的优势应用

　　1) 数字化网络传输

　　和传统的控制系统相比，分布式系统的布线以网线为主，简单而且方便。传统的RGB线缆、DVI线缆都有传输距离的限制超过了30米以后就会出现信号质量下降，画面抖动、闪烁问题，需要增加其他外设补偿信号，从而降低了图像的真实性，很难满足用户对信号质量的高需求。特别是监控系统，远端信号传输已经过一次转换，如果再进行数/模转换，就会大大降低信号强度。这就给需要通过信号进行调度指挥的用户带来诸多不便。

　　采用分布式只需要将信号源接入网络，在网络带宽满足的情况下可以保证远距离传输，而且保证色彩还原度。

　　2) 可扩展性强

　　当需要有其他的信号接入到控制系统，我们只需要将这一路信号通过处理器接入到网络就可以了。我们完全不必担心会影响到其他信号的显示，也不需要对系统进行重新设定。这样的操作可以完全在其他应用正在进行的时候进行。

　　3) 功耗低

　　每个处理器的功耗只有10w,更加环保和健康。

　　4) 支持高分辨率信号显示

　　分布式控制系统支持最大102400*7680的信号显示，可以方便公安、交通部门的高分辨率GPS定位图显示到显示墙上。

　　5) 兼容网络视频流显示

　　公安交通行业以视频信号为主，近几年网络摄像头技术越来越成熟并且被广泛应用。分布式控制系统也与时俱进充分发挥其网络化数字处理的技术优势，目前，我们可以很自豪地说，市场上的大多数摄像头都可以兼容我们的系统。

　　6) 信号源共享支持多屏幕控制

　　加入交换机的信号可以被多个网内的显示墙共享。同时分布式系统支持一套系统控制多套显示设备，其独特的B/S架构控制软件更增加了操作者的使用便捷性。无须安装客户端软件，只需要在浏览器上输入服务器的IP就可以使用软件。兼容windows，unix，ios等多个操作系统。

　　三、 分布式的未来

　　21世纪是网络的时代，是数字的时代，是高分辨率的时代。我们不需要担心分布式系统的未来，当然我们需要谨记：与时俱进，继往开来，让分布式系统更加完善，为我们的用户提供丰富多彩的解决方案。让我们的显示系统因此而更加闪亮!