捷控：分布式交互管理平台工程设计方案

　　一、应用背景

　　先进的数字化的模块化的音视频会议系统顺应会议发展潮流，克服了传统会议系统的不足，并以优异的性能使其在众多的国际会议和高层会谈上得到广泛应用。随着基础网络技术的发展，大大推动了AV系统新技术新方案的发展与提升。整个行业对网络数字技术投向了更多的目光，逐步形成了一套延时更低、传输质量更高、网络适应能力更强多媒体网络传输协议出现。TCP/IP给我们提供了一个比较好的平台，网络的通用性、简易性和稳定性，让数字网络多媒体系统得到了充分的发展。因此我们在设计理念上也发生了重大的变革，对系统的设计者来说系统越来越复杂，但是对于工程商施工布线、售后管理更加方便，对于用户控制更为简单、快捷。

　　二、概述

　　云核-分布式云平台(二代分布式智能控切系统)是捷控电子科技有限公司在深刻理解音视频行业集成行业的设计、实施、效能、可靠性要求基础上，以公司专注中央控制系统近10年的经验积累，以及国内首批研究开发高清信号传输、处理、存储、分配等设备获取的丰富经验，充分研究音视频控制系统发展潮流的基础上，提出了IT技术与音视频传输转换、控制技术进行融合， 即为A(udio)+V(ideo)+C(ontrol)+I(nformation)+T(echnology) = AVCIT 系统。AVCIT分布式智能空切系统大大了简化了工程布线，扩大了音视频系统的应用范畴，更是提高了AV系统在各个领域的兼容性，使可视化信息技术在信息资源的主要交流场所—多媒体会议室中得到了更广泛的应用。在本系统整个设计中我公司着重考虑系统的科学性、设备的先进性、功能的实用性、使用的可靠性，使音视频系统达到国家一级标准。设备的选用、系统的设计思路超前，各系统设计指标满足且超过现有的国家有关标准。同时，作为重要的活动场所，各系统的安全可靠性无疑是最重要的。因此，在考虑整个系统的设计时，我们参考了许多会议室的设计，用以作为本会议室系统的设计基石。

　　云核 - 分布式云平台 （二代分布式智能控切系统） 是交互体验的一次完美升级，越来越多的应用在能源、交通、军警公安、智能楼宇、安防、工厂自动化等各行各业，并从行业用户延伸至商业领域和民用领域。应用于多功能会议系统为单位提供从事重要会议的高级会议中心，系统将高质量的音频、视频和诸多智能特性紧密结合在一起，通过分布式控制系统的数字信号化处理、信息控制和数据传输等新技术的融入，实现功能更多、更齐全的视频传输、信息传输等功能。

　　多功能会议系统是在中央控制系统的软件、硬件的支持下，将各种会议系统及相关设备，如：

　　l        数字会议系统;

　　l        信号切换系统;

　　l        远程会议系统;

　　l        多媒体显示系统;

　　l        会议实时录音录像系统;

　　l        扩声系统;

　　l        实物投影系统;

　　l        集中控制系统等有机地集成在一起，形成一个完整的多功能的会议系统。

　　三、云核-分布式云平台应用

　　云核-分布式云平台涉及的内容可依据不同的需求便捷的满足所有的会议可能性，大致可分为4类的应用设计方案。大型指挥中心;互动会议;多个异地异地会议;智能家居等。

　　根据不同会议室面独特性进行设计，在严格按照用户需求的基础上，利用丰富的项目工程设计经验，设计出一套完美的设计方案。各个会议室都能恰到好处的满足需求实现各种各样的功能，例如：

　　l        分布式智能控制与切换;

　　l        会议讨论发言表决;

　　l        完美的音响扩声;

　　l        异常便利的无线投影;

　　l        稳定性以及方便信号切换的有线投影;

　　l        远程视频会议;

　　l        人机友好的交互式显示功能，等等

　　设计当中我们有根据会议室的不同需求有倾向性的侧重某系统的设计与描述，力求整个方案既全面而又有所侧重，完美的展示出该方案的设计重点以及设计思路，在方案实施过程中给与最大帮助。

　　三、分布式特点

　　1.      系统具备交互式控制和显示功能：

　　a)在PAD端可预览所有单元发出的视频;

　　b)可以将视频在PAD上的虚拟拼接屏进行拼接、层叠，对应的物理拼接屏实现和PAD完全一样的视频组合方式，所见所得;

　　c)PAD可感知单元控制的设备的状态和数据;

　　d)PAD可在视频预览框直接对设备进行控制;

　　e)PAD端能预览海康、大华等主流IPC视频。

　　2.      可布置云服务器，进行视频互联网交互，实现多个单元跨区域远程互联，进行视频信号获取或者推送。

　　3.      系统为完全分布式结构，无服务器。系统中任意一个单元断电，均不影响系统继续运行，仅影响该单元对应的局部功能。

　　4.      系统具备严格的权限控制能力：在可编程人机界面上，管理员可独立创建和删除用户，并对其控制行为进行严格区隔，对用户进行授权管理。管理员也能修改自己和其他用户的密码。管理员上述管理能力完全不需要制造商、系统集成商参与即可在可编程界面上完成，仅存储于本地，操作过程无需联网，安全保密。

　　5.      云中控功能。系统可配备多个计算单元，并组成控制云。任意一个单元发生意外情况，其他计算单元能无缝接管控制权限，包括人机界面状态、历史动作等均可无缝衔接，用户完全无法感觉计算单元发生了改变。该功能特别适用于高可靠性场合。

　　6.      系统场景一键恢复功能。系统中具备可编程存储能力，可在断电重启后完全恢复系统中的任意控制状态到断电以前：包括音量的大小、灯光的状态、调光的亮度、温度湿度等，而无需逐一设置。

　　7.      每个单元均具备音频、视频、控制的双向交互能力：即可将本地高清视频编码回传，同时可并行解码16路(其中4路为高清)其他单元的信号任意拼接、缩放(scale)输出。

　　8.      每个单元硬件具备1路高清输入，1路高清输出、1路模拟高清输出(VGA或色差)，2路复合视频输出。4路输出可同源也可不同源。

　　9.      强大的音频处理能力：

　　a) 每个单元音频和视频分开独立传输;

　　b) 每个单元输出音频可以指定任意一路音频流，达到音视频既可同源，也可不同源;

　　c) 每个单元具备模拟音频输入接口，传输的音频可以为HDMI音频解嵌，也可以为模 拟音频输入;

　　d) 每路音频可通过无极旋钮或者指令控制音量大小。

　　10.  每个单元具备1路双向RS232串口、3路红外发送端子、3路IO端子控制能力，既可以受控发送RS232信号、红外信号和IO信号，也能获取RS232信号和IO信号发送到计算单元进行预定动作，并能反馈到操作PAD上。

　　11.  每个单元均有发现协议和对时协议，确保单个视频流在多个单元分割输出显示时帧同步。

　　12.  可接入海康、大华等主流监控摄像头的信号，既可以在PAD上显示，也可以在大屏上显示。

　　13.  在云服务器协助下，智能手机可拍摄本地视频并远程异地投放到拼接大屏幕上。

　　14.  高清底图能力，任意单元均可输出1080P高清底图。最大情况下可组成5.28亿像素的超高清底图。

　　15.  高清地图能力，在联网情况下，可通过pad，设定将任意位置为中心的超高清地图发送到大屏上。地图可以是城市地区三维地图、卫星地图和交通地图。

　　16.    可多个PAD同时控制，不论视频画面、反馈信息等均完全同步。

　　五、客户需求

　　会议系统正常运作，通常由控制信号保障设备受控，音视频设备的信号能够正常传输表达而组成会议系统的运作，会议系统故障最大的威胁来源于信号的传输中断，而会议系统中涉及信号处理和传输的设备包括中控，音视频矩阵，信号延长器/转换器，信号传输线材等，由于信号的处理以及传输依赖硬件设备的组合传播，而单条线路的各设备都是唯一的，所以单条线路上任一设备出现故障都会导致信号传输的中断，而目前最佳的改造方案就是采用分布式网线布线，节点图像回显预览，实时跟进每个节点是否正常运行，替换线材和增减节点对整个系统操作简便，提高系统的稳定性。

　　l        系统规模不断增大，系统扩展能力不再受限

　　l        大量音视频数据同时、实时处理与显示

　　l        视频信号的远程传输与管理

　　l        灵活的控制方式、友好的人机界面、分级权限管理

　　l        高品质图像画质需求

　　l        控制系统稳定性要求不断提高

　　l        节能环保理念的深入、低碳化运营的需求

　　六、系统简介

　　大规模多功能会议厅解决方案（两会场）

　　六、系统组成;

　　l        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

　　l        分散式处理的控制系统，主要由以下组件构成：

　　l        数据传输与交换：以太网交换机;

　　l        信号采集节点：独立、模块化的数字/模拟RGB、标清视频、高清视频等，可同步/异步传输音频信号;

　　l        信号输出节点：独立、模块化的数字/模拟输出;

　　l        控制端：多种模式，标准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。

　　七、系统介绍：     分布式拼接控制系统其数据的处理与传输都通过网络交换机实现，且网络架构传输采用并行处理模式，每路信号都单独传输，互不影响，从而可以充分利用每路网络的带宽;网络交换机的背板带宽一般大于端口数量的两倍，举例来说，一个48口千兆网络交换机，其标称背板带宽一般为96Gbps，即可以满足上下行同时达到千兆的数据处理要求，从理论上来说，分布式拼接控制系统采用网络化传输与数据处理，已经没有了交换带宽的瓶颈，可以使数据在整个网络中畅通无阻;采用基于分布式计算的架构，系统处理能力与规模成正比，愈大愈强且拥有较高的应用规模弹性，小到2*2拼接，大到百面屏系统均能轻松应对。大型项目只能采用多机级联的方案，而这种方案恰恰会造成数据传输的瓶颈，出现跨机开窗口限制，操作起来诸多不便。后期再进一步扩展输入输出规模更是难以实现。分布式系统在系统建设、系统扩展与规模能力上，具有传统集中式，嵌入式等系统无法比拟的优势。

　　八、系统性能

　　智慧家庭解决方案

　　l        网络化、数字化、分布式架构设计： 分布式会议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;

　　l         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1920×1200全高清输出，每个单元可同时开启16个任意实时活动视窗;

　　l        广泛的信号源类型支持： 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;

　　l        超强系统扩展能力： 基于网络的智能云系统，接入信号路数不受限制，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;

　　l        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;

　　l        海量IP Camera信号接入处理能力： 可实现标准格式IP Camera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IP Camera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IP Camera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;

　　l        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、Android Pad、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;

　　l        自主开发出云中控主机，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，作为显控功能的扩展，使大屏系统达到了前所未有的强大整合能力;

　　l        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;

　　l        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;

　　展览展示解决方案

　　l        高度稳定的系统能力： 分布式、节点化的设计方案，使得分布式拼接控制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;

　　l        系统扩展性： 分布式拼接控制系统与智能云拼接系统，其数据的处理与传输都通过网络交换机实现，且网络架构传输采用并行处理模式，每路信号都单独传输，互不影响，从而可以充分利用每路网络的带宽;网络交换机的背板带宽一般大于端口数量的两倍，举例来说，一个48口千兆网络交换机，其标称背板带宽一般为96Gbps，即可以满足上下行同时达到千兆的数据处理要求，从理论上来说，分布式拼接控制系统采用网络化传输与数据处理，已经没有了交换带宽的瓶颈，可以使数据在整个网络中畅通无阻;采用基于分布式计算的架构，系统处理能力与规模成正比，愈大愈强且拥有较高的应用规模弹性，小到2*2拼接，大到百面屏系统均能轻松应对。

　　l        性能比较：

　　l        系统稳定性对比

　　九、技术参数：