教学监控系统

　　 摘要：教学监控系统利用原有的网络环境，采用最新的视频信号转换为差分信号的芯片技术，再加上一些电路设计和编程手段；最终实现了视频监控教学过程的目的。
关键词：教学监控系统
0引言
随着科技的发展，为了通讯的便利，当代的大学校园里网线密布；为了校园安全，不管是教室或者是户外，大家随处都可以看到监控摄像头。
上学期，看到学校各个教室都安装了摄像头，为教学和安全提供了方便，但看到新建教室又是打孔、又是布线。不仅工程量庞大，消耗大量的钱力物力，还会破坏新建的建筑。心里产生个想法：能不能用各教室早已布好的网络线来传输视频信号？
通过上网查询大量的资料，我的想法得到了肯定。众所周知，双绞线一共八根线，八根线的布线规则是1236线有用，4578线闲置。我想利用闲置的4578线来进行视频信号的传输。要攻克的重点就是：如何将视频信号转变成差分信号再由差分信号转变成视频信号；差分信号可通过网络传输。我查询到MAX公司有这样一种芯片可以解决这个难题。查到后，我开始研究这个芯片的原理。运用这个芯片，我们就可以把摄像头图像传送到监控室的屏幕上。为了在屏幕上看到不同教室摄像头所拍的图像，我们还通过MAX生产的芯片完成多路的切换。
1产品论证阶段的过程
主要有三部分组成：①视频部分转换②视频切换器，完成16选1的功能，16位输入可任意一位输出③由计算机控制的视频切换。产品实现开发的功能。假设要给一所学校安装监控器，选择了双绞线传输方式，因为别的传输方式须布线，很复杂，所以我们选择了已布置好的校园网———双绞线传输方式，它可以不用再布置信号传输线和施工少，而且不需要打孔。双绞线是8根芯线，双绞线实际上只利用了的4根1、2、3、6这四根是有用的数据传输，4、5、7、8闲置不用，利用这个特点，用4、5、7、8将摄像头的视频信号转换为差分，差分信号在转换成视频信号，用单片机来控制视频切换，用计算机来控制视频切换器。接RJ45与其同时输出。所以必须通过几种芯片来进行双绞线的视频传输。经过老师的指点，我们的想法得到肯定，视频切换器主要是将差分信号转换为视频信号，把网络信号接在交换机上，还维持原网络环境。我是利用MAX的芯片来进行的视频传输。视频传输16个摄像头，最后的效果是经过双绞线传输到总监控室，通过视频切换控制，实现16转1的视频监控目标。
2视频部分转换
视频部分转换部分是将摄像头的视频信号转换为双绞传输的差分信号；视频信号的双绞线传输原理：按照线路的形式，传输线可分为非平衡式和平衡式两种。同轴电缆属于非平衡传输线，双绞线属于平衡传输线。视频设备，包括信号源及显示设备，其接口通常是非平衡式，因此，可直接与同轴电缆匹配连接。要用双绞线传输视频信号，必需在发送端将非平衡信号转换为平衡信号；以便驱动双绞线，在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号，与显示设备连接。A1是差分信号发送放大器，完成非平衡到平衡的转换，A2是差分信号接收放大器，完成平衡到非平衡的转换。
视频信号转换为差分信号的具体电路，是用美信公司的MAX4447实现。
3视频切换器
既然要实现视频切换，首先必须将网线传输的差分信号转换为视频信号；这部分功能是由MAX4444完成的
将视频信号进行16选1的输出又是如何实现的？
MAX公司有款芯片——MAX4315；具有8路视频输入1路视频输出的功能，当然，要实现16选1我们用两片MAX4315就可以了。通过增加MAX4315的数量还可以实现更多路的输入和输出，现在我们仅就16选1进行分析。由于MAX4315是8选1输出，那么两片MAX4315就有两路输出，我们想设计成1路输出；因此；还要增加一路2选1的控制电路。这个电路是由MAX4310承担。然而；把这些芯片组合起来，实现16选1的要求，必须有总控芯片，该芯片就是89C51单片机。利用89C51单片机实现程序控制。逻辑图如下：
4产品调试编程阶段
绘制完逻辑图后就要利用逻辑图完成了框图、地址表的绘制。最后进行产品调试和编程。
总之，教学监控系统是巧妙地利用原有的网络环境，采用最新的视频信号转换为差分信号的芯片技术，再加上一些电路设计和编程手段；最终实现了16转1的视频监控教学过程的目的。