基于市場需求與技術(shù)發(fā)展的日益變化，安防產(chǎn)業(yè)也日新月異，呈突飛猛進之狀。正是這種先進的數(shù)字化技術(shù)給傳統(tǒng)的模擬 監(jiān)控帶來了新的技術(shù)革命，預(yù)示著監(jiān)控數(shù)字化時代已來臨。
作為 CCTV 系統(tǒng)的核心――矩陣切換控制器的數(shù)字化也勢在必行。當然，基于模擬攝像機的市場應(yīng)用現(xiàn)狀，全數(shù)字化也不 是一朝一夕所能改變的，于是矩陣通訊數(shù)字化建設(shè)也就率先進行。
矩陣如果繼續(xù)采用過去的單機串口對點的連接方式，將會使布線和信號傳輸任務(wù)變得十分艱巨，工程質(zhì)量和技術(shù)指標不太 容易得到確保，而且也越來越不能滿足這種功能擴展的迫切需要。另外，對于日后的檢查維護來講，也是一件很艱難的事。這 從一個方面反映了出傳統(tǒng)的模擬CCTV 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大規(guī)模應(yīng)用時呈現(xiàn)出的缺點，甚至可以說已經(jīng)有些不能適應(yīng)大型監(jiān)控系統(tǒng)的 特殊要求，需要對其進行變革，需要對核心設(shè)備――視頻矩陣系統(tǒng)的現(xiàn)有功能進行拓展。這樣，TCP/IP 聯(lián)網(wǎng)型矩陣系統(tǒng)也就應(yīng) 運而生了。
TCP/IP 聯(lián)網(wǎng)矩陣主要解決了傳統(tǒng)RS232（RS485）聯(lián)網(wǎng)效率低與聯(lián)網(wǎng)太復(fù)雜的問題，讓矩陣的大型聯(lián)網(wǎng)變得更加簡單而高 效。基于以太網(wǎng)的這種共享特性，矩陣引入這一技術(shù)將發(fā)揮更加突出的作用。 當前，隨著不同的監(jiān)控系統(tǒng)的不同管理要求，大型系統(tǒng)的多級控制越來越重要，而TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)矩陣正好滿足這一需要。如 高速公路、體育場館、治安監(jiān)控、監(jiān)獄等大型社區(qū)的“先分區(qū)后集中”的多級監(jiān)控管理模式正是市場應(yīng)用需求所在，它的基本 管理結(jié)構(gòu)如下圖所示：
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按照這種管理思想，三級區(qū)域中心擁有自已的小范圍監(jiān)控系統(tǒng)，各三級區(qū)域相互獨立互不關(guān)系；基于管理權(quán)限，二級區(qū)域 中心在監(jiān)控本地的同時，需要對所管轄的三級中心進行監(jiān)督管理，各二級區(qū)域又是相互獨立互不關(guān)系的；一級管理中心擁有管 理的高權(quán)限，它的主要職能就對下邊的二級中心和三級中心各自監(jiān)管的范圍進行監(jiān)管，發(fā)揮出該套聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的大作用來， 以達到監(jiān)督和監(jiān)控的雙重管理目的。
江蘇省某大型體育中心就是基于這種管理的需要，建設(shè)了一套較有自己管理特色的 CCTV 系統(tǒng)。
該體育中心閉路監(jiān)控系統(tǒng)范圍包括：體育場、體育館、網(wǎng)球中心、游泳館、科技中心（總控室）。所有單體建筑內(nèi)系統(tǒng)實現(xiàn) 獨立運行，但可通過專用網(wǎng)絡(luò)與管理軟件將設(shè)在科技中心的總控室中心矩陣與各場館的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)分控中心矩陣聯(lián)網(wǎng)， 實現(xiàn)總控室對各單體建筑的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)實施自動化監(jiān)控管理。
本方案中矩陣實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的方法是，首先把整個監(jiān)控區(qū)域劃分成若干塊，每塊放置一臺視頻矩陣主機，用來負責切換和控制 塊內(nèi)的攝像機、報警器和錄像機等，然后再把總控室的視頻矩陣定義為中心主控矩陣，我們也可以稱之為“一級矩陣”，把其它 塊內(nèi)的矩陣主機定義分控矩陣，相應(yīng)也叫做“二級系統(tǒng)”。后分別取一、二級的矩陣若干路視頻輸出進行必要的交叉連接，即 一級矩陣主機的輸出可以連接到二級矩陣主機的輸入端，二級矩陣的輸出也可以連接到一級矩陣主機的輸入端。各主機系統(tǒng)后面板具有以太網(wǎng)接口，可以直接連接到以太網(wǎng)上，各控室的多媒體軟件就可以通過以太網(wǎng)發(fā)送控制指令并以中心矩陣為中介進 行相互控制。
以下為它的 CCTV 系統(tǒng)示意圖：
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它的管理思想主要體現(xiàn)在二級管理上，在必要時通過軟件授權(quán)進行三級聯(lián)網(wǎng)調(diào)用，即可在任一場館的 CCTV 系統(tǒng)上聯(lián)網(wǎng)調(diào) 用其它場館的所有圖像并進行控制。
以科技中心為二級主控，通過網(wǎng)絡(luò)與其它場館矩陣進行TCP/IP 聯(lián)網(wǎng)控制，為充分保證聯(lián)網(wǎng)調(diào)用監(jiān)控圖像的實時性，特采用 光端機進行視頻聯(lián)網(wǎng)傳輸。
周邊四場館各上傳 4 路視頻至二級中心矩陣，因此在二級主控科技中心可同時向下級調(diào)用四個場館的16 路視頻圖像，并且 能夠進行PTZ 控制。
二級主控科技中心下傳 8 路視頻分配給周邊四個場館，那么，周邊每個場館矩陣主機可同時向上級調(diào)用二級主控科技中心 的二路視頻圖像，并可以進行PTZ 控制。
基于該體育館的管理模式與要求，三級控制必須通過授權(quán)軟件權(quán)限才能實施，即在配置的多媒體電腦上，利用網(wǎng)絡(luò)矩陣配 套的控制軟件的高級用戶權(quán)限可以聯(lián)網(wǎng)調(diào)用其它場館的任一前端攝像機，并進行PTZ 控制。如，在電子地圖上直接點擊設(shè)置好 的遠端任一攝像機圖標，就可在相應(yīng)的監(jiān)示器上顯示和控制。
各場館監(jiān)控系統(tǒng)如下所示：
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其主要功能：
●具有成組切換、通用巡視、自動啟動巡視/序列、監(jiān)視器單獨巡視等功能；
●屏幕顯示：中(英)文視頻輸入標題、日期、時間、系統(tǒng)狀態(tài)等
●系統(tǒng)的畫面切換能夠任意編程設(shè)定權(quán)限，限制監(jiān)視區(qū)域，屏幕顯示具有用戶在畫面上疊加系統(tǒng)信息、日期、時間、攝像機號碼、文字說明等多種顯示格式，可隱藏，可顯示，字符格式、亮度等可調(diào)整；
●具有以太網(wǎng)接口，可將總控室中心矩陣與各場館分控中心的矩陣聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)集中控制。
●作為接入網(wǎng)絡(luò)的各個矩陣主機可執(zhí)行本地和遠程視頻切換操作。
●對用戶編程數(shù)據(jù)等少可存儲 5 年。
●視頻報警系統(tǒng)具有畫面定格和多路報警顯示功能，能任意設(shè)定視頻報警區(qū)域
●報警具有多種顯示、確認方式，報警聯(lián)動方式可預(yù)編程，能夠在報警時預(yù)置相應(yīng)的前端設(shè)備進行相應(yīng)的動作，報警狀態(tài) 能有多種輸出方式。
●具有相當?shù)陌踩?，支持鍵盤多口令輸入，多個分系統(tǒng)之間具有優(yōu)先級操作，可通過編程限制某些分系統(tǒng)對特定監(jiān)控點 的操作或監(jiān)視；
●高可靠性系統(tǒng)
雙 CPU 備份功能
模塊化設(shè)計，各種模塊板可在線插拔（在維護過程中無需斷電）
●安裝和維護方便
系統(tǒng)操作環(huán)境為 Windows。
高級自診斷功能，視頻丟失報警提示，指示燈判斷。
●操作簡單
采用圖形用戶界面軟件
友好的用戶三維操作控制臺
●開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
通過 TCP/IP 或RS232C 可與報警系統(tǒng)或建筑管理系統(tǒng)集成
干節(jié)點 NO/NC 輸入，報警輸出
●區(qū)域劃分
控制器與區(qū)域
通過一臺控制器只屬于某一個區(qū)域，并不能進入其他的區(qū)域。只有管理員可以進入不同的區(qū)域。
控制器與監(jiān)視器
可以限制某一臺控制器所選擇監(jiān)視器范圍
控制器與攝像機圖像觀看
可以限制某一臺控制器選擇對某些攝像機控制
控制器與群組切換
可以限制在某一臺控制器上調(diào)出的群組切換
控制器與報警
可以限制在某一臺控制器上控制的報警
操作員與控制器
可以限制操作員所登錄的控制器
監(jiān)視器與攝像機
限制在某一臺監(jiān)視器上可顯示的攝像機圖像
●優(yōu)先權(quán)
操作員
每一個操作員都有其優(yōu)先權(quán)。當兩個操作員同時對某一臺攝像機或監(jiān)視器進行控制時，只有優(yōu)先權(quán)高的操作員能夠進行操 作。
控制器
每一個控制器都有其優(yōu)先權(quán)。當兩個控制器同時對某一臺攝像機進行操作時，只有優(yōu)先權(quán)高的控制器可以進行操作。
報警
每一個報警都有其優(yōu)先權(quán)。當某一個操作員選擇一臺正在顯示報警畫面的監(jiān)視器時，報警和操作員的優(yōu)先權(quán)都會影響操作 的可能性。
●自動順序切換
單步切換方式
使用控制鍵盤可將任意一路視頻信號切換到主監(jiān)視器上；
順序切換方式
使用控制鍵盤編制的順序切換方式，將系統(tǒng)中若干視頻輸入信號編為一個程序，程序運行時，有關(guān)畫面可按設(shè)定時間，在 主監(jiān)視器輪流順序或逆順序滾動；
分組切換方式
使用控制鍵盤編制的分組切換方式，將幾臺攝像機為一組，順序?qū)⑷舾山M編為一個程序，程序運行時，各組畫面同步按設(shè)定時間，在一組監(jiān)視器上輪流順序或逆順序滾動。
定時事件
可以通過定時程序設(shè)定巡回切換和群組切換的起動時間。
●報警(報警源)
可以使用三種報警源
通過單同軸電纜通信傳遞從前端攝像機產(chǎn)生的報警信號
終端輸入，可選擇 NO/NC
通過Ethernet、RS232（或RS 485）傳送的外界系統(tǒng)報警信號，如防火系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、入侵探測系統(tǒng)等。
●報警(報警激活)
目標監(jiān)視器
一個或多個監(jiān)視器能被設(shè)置成報警目標監(jiān)視器
多個激活的報警可以在目標監(jiān)視器上顯示出來
每一臺監(jiān)視器能同時被設(shè)置成一個以上的目標監(jiān)視器
報警優(yōu)先權(quán)
每一個報警都有一個優(yōu)先權(quán)
當一個報警被激活到一個操作者當前所選擇的監(jiān)視器上時，報警和操作優(yōu)先權(quán)決定了該報警是否被顯示
定點
單獨一臺報警攝像機圖像被顯示在目標監(jiān)視器上。當多個報警到達時，第 1 個報警攝像機被顯示到特定的監(jiān)視器上而其它 的隱藏起來，你可以手動轉(zhuǎn)換到第2 個或以后的攝像機上，這些攝像機是按順序顯示的。
多處定點
多個報警攝像機圖像被顯示到目標監(jiān)視器上。
循環(huán)
在報警條件下的多個攝像機圖像按順序顯示到一臺目標監(jiān)視器上。
●報警(布防和撤防)
布防
系統(tǒng)布防后，報警輸入單元處于預(yù)接收報警信號狀態(tài)
撤防
報警輸入單元接收到一個報警信號后，它通過撤防中止報警信號的接收。
●報警(報警應(yīng)答模式)
手動應(yīng)答
立即應(yīng)答
在此模式中，一旦有報警信號輸入，系統(tǒng)立即產(chǎn)生報警，立即報警模式的防區(qū)不能手動觸發(fā)。
延遲應(yīng)答
在此模式中，當接受到報警輸入信號時，不立即產(chǎn)生報警，而是經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的報警延遲時間（如20 秒）后，再產(chǎn)生報警， 設(shè)為延遲報警的防區(qū)不能手動方式觸發(fā)。
●報警(報警輸入和輸出)
外界系統(tǒng)，例如出入口控制系統(tǒng)和入侵探測系統(tǒng)，可以接收來自攝像機運動探測器或接入矩陣切換系統(tǒng)的報警信號， 外界系統(tǒng)通過報警模式的界面可以控制矩陣切換系統(tǒng)，出入口控制系產(chǎn)生事件可以激活一種報警模式
支持三種類型的界面：RS-232C、Ethernet 和Digital I/O（干節(jié)點）
●軟件聯(lián)網(wǎng)控制，不同的用戶權(quán)限擁有不同的聯(lián)網(wǎng)調(diào)用范圍，電子地圖報警提示，虛擬操縱鍵盤控制，圖標設(shè)置控制，事 件記錄保存。
其CCTV 聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)示意圖：
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五個獨立的體育場館。
各場館視頻矩陣之間的視頻傳輸通過光纖實現(xiàn)。
各主機系統(tǒng)后面板具有以太網(wǎng)接口，可以直接連接到以太網(wǎng)上，通過鍵盤實現(xiàn)本地、二級(各場館控制中心→總控中心，總控中心→各場館控制中心)的圖像控制。并能將該圖像在任意矩陣控制主機的輸出端顯示或記錄，總控中心屏幕墻可同時顯示各二級矩陣上傳的四路視頻信號(共16 路)，各場館的控制中心屏幕墻可同時顯示總控中心下傳的二路視頻信號。
各控制室的多媒體軟件可以通過以太網(wǎng)發(fā)送控制指令，通過鼠標控制本地、二級的視頻矩陣及云臺鏡頭動作，并在電腦上提供圖像顯示。或通過權(quán)限設(shè)置(僅有一個高操作權(quán)限) 各控制中心的多媒體軟件可實現(xiàn)以總控中心的中心節(jié)點為中介的各個節(jié)點間的三級控制(場館控制中心→場館控制中心)， 包括系統(tǒng)編程、視音頻切換、調(diào)用預(yù)置點、攝像機云臺鏡頭和輔助開關(guān)控制矩陣主機具有多種外部接口(以太網(wǎng)、RS-232C 等)，并完全開放TCP/IP、串行接口的通信協(xié)議，可與其它系統(tǒng)(如報警、門禁及內(nèi)部通訊等)的通信和系統(tǒng)集成。
系統(tǒng)節(jié)點可擴展容量為64 個，聯(lián)網(wǎng)級為64級
提供報警接口，實現(xiàn)與報警系統(tǒng)的硬連接，即有報警信號觸發(fā)，即可在中心監(jiān)視器上調(diào)出相關(guān)圖像，報警信號可通過網(wǎng)絡(luò)矩陣聯(lián)網(wǎng)傳輸顯示。
聯(lián)網(wǎng)后，聯(lián)網(wǎng)操作也非常簡單。在主控鍵盤上，調(diào)用本地矩陣需要選擇（MONITOR 鍵）顯示器和（CAMERA 鍵）攝像機，完成監(jiān)控切換，可用三維搖桿進行PTZ 控制。調(diào)用遠程矩陣各前端攝像機時，只需輸入數(shù)字站點號，按一個SITE 鍵，即可完成遠程切換與控制。操作非常簡捷。
總體來講，基于TCP/IP 的以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣的應(yīng)用，大型監(jiān)控系統(tǒng)的實施變得更簡單實用，而監(jiān)控效果也會更好，數(shù)字矩陣由于技術(shù)還不成熟，尤其是數(shù)字壓縮技術(shù)水平還不高，使用數(shù)字化處理后不但圖像質(zhì)量下降，數(shù)據(jù)量也非常大，而且有延時，監(jiān)控實時效果不好，如果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，必然令網(wǎng)絡(luò)負荷過于沉重而容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰。
使用這種以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)CCTV 矩陣系統(tǒng)，擴容方便，操作也簡單。通過多臺矩陣聯(lián)網(wǎng)能實現(xiàn)多級控制，尤其適用于多個分控中心和一個中央控制中心的管理模式。另外，使用以太網(wǎng)CCTV 系統(tǒng)如果需要增加視頻上網(wǎng)功能，只要簡單的添加視頻服務(wù)器的矩陣CPU 就能實現(xiàn)，相對成本和日后維護成本都比較低，且容易實施。
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