網絡硬盤錄像機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及網絡硬盤錄像機，包括CPU、主顯模塊、副顯模塊、網絡模塊、存儲接口模塊、信號轉換模塊和接口保護電路；所述主顯模塊包括主顯HDMI接口和主顯VGA接口；所述副顯模塊包括視頻處理芯片、副顯HDMI接口和副顯VGA接口；網絡模塊包括網絡PHY電路、網絡變壓器和網絡接口；所述存儲接口模塊包括端口擴展芯片和若干個SATA接口；信號轉換模塊包括信號轉換單元和通信接口，所述通信接口通過信號轉換單元與CPU連接，通信接口與外部PTZ設備連接；本實用新型的優點在于提高主顯的分辨率外，增設另外的副顯模塊；擴展出若干個SATA接口，極大地增加了硬盤接入數量。
【專利說明】
網絡硬盤錄像機
技術領域
[0001]本實用新型涉及電路設計，具體涉及網絡硬盤錄像機的電路設計。
【背景技術】
[0002]現在市面上主流安防產品都只能做視頻數據的H.264處理，能力不足以處理日益增大的數據量，且處理數據流較大，會消耗有限的網絡帶寬；在視頻接口的數量上，由于主控顯示接口能力有限，最大只能支持一路1080P60的HDMI顯示和一路1080P60的VGA顯示，且這二者是同源的；客戶在使用中，對于不同通道的查看，需要不停的切換顯示屏幕，而對于多數路視頻顯示，則由于視頻分割而造成分辨率的嚴重下降，無法查看清晰畫面;主流產品在數據存儲上，只有2個硬盤接口，則設備的最大存儲能力只能依賴于每塊硬盤容量的增大;故在實際工程項目中，需要多臺設備同時工作一這會嚴重增加工程采購成本和維護成本；以往產品可能的意外故障會導致系統無法自復位，直到人為發現并重啟系統，并將因此丟失很多錄像數據;此外，不完善的接口保護，會造成設備的易損壞和增加了維護成本;低效電源轉化效率、浪費了電力而又增加了設備發熱。
【實用新型內容】
[0003]針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提出一種高性能的網絡硬盤錄像機的電路，其包括強大的數字音視頻處理能力，具備多個存儲接口與空間擴展，以及視頻接口擴展。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:網絡硬盤錄像機，包括CPU、主顯模塊、副顯模塊、網絡模塊、存儲接口模塊、信號轉換模塊和接口保護電路；
[0005]所述主顯模塊包括主顯HDMI接口和主顯VGA接口，主顯HDMI接口和主顯VGA接口均與CPU連接；
[0006]所述副顯模塊包括視頻處理芯片、副顯HDMI接口和副顯VGA接口，副顯HDMI接口和副顯VGA接口均通過視頻處理芯片與CPU連接;所述視頻處理芯片用于接收CPU發送的并行視頻信號和并行音頻信號，并輸出TMSD信號至副顯HDMI接口，以及輸出RGB信號至副顯VGA接口；
[0007]網絡模塊包括網絡PHY電路、網絡變壓器和網絡接口，網絡接口、網絡變壓器和網絡PHY電路依次連接，網絡PHY電路與CPU連接；
[0008]所述存儲接口模塊包括端口擴展芯片和若干個SATA接口，SATA接口均通過端口擴展芯片與CPU連接，所述SATA接口與外部硬盤連接；
[0009]信號轉換模塊包括信號轉換單元和通信接口，所述通信接口通過信號轉換單元與CPU連接，通信接口與外部PTZ設備連接;所述信號轉換單元用于將CPU發送的TTL電平UART信號處理輸出RS422電平信號至通信接口 ；
[0010]所述主顯HDMI接口、主顯VGA接口、副顯HDMI接口、副顯VGA接口網絡接口、SATA接口和通信接口均與接口保護電路連接。
[0011]作為優選，還包括告警輸入電路和告警輸出電路，告警輸入電路和告警輸出電路均與CPU連接;告警輸入電路與外部檢測設備連接，CPU與外部報警器連接；
[0012]所述告警輸入電路，用于接收外部檢測設備發送的意外信號并發送相應的告警輸入信號至CPU;以提醒管理員獲知外部監測設備處所發生的意外狀況；
[0013]所述告警輸出電路，用于接收CPU發送的告警輸出控制信號，并根據該告警輸出控制信號發送相應的告警輸出信號至外部警報器。當CPU檢測到意外狀況時，CPU發送告警輸出控制信號至告警輸出電路，以使告警輸出電路對外部報警器進行控制報警，以提醒管理員和其他人員獲知。
[0014]作為優選，還包括USB模塊;所述USB模塊包括USB檢測芯片和USB接口；所述USB接口通過USB檢測芯片與CPU連接，所述USB接口與外部USB設備連接;所述USB接口與接口保護電路連接；
[0015]所述USB檢測芯片用于檢測USB接口是否連接外部USB設備，還用于通過USB接口對外部USB設備進行供電。
[0016]作為優選，還包括與CPU連接的復位檢測電路；
[0017]所述復位檢測電路，用于接收CPU的檢測信號，以及用于在上電時和在預設時間內未接收到所述檢測信號時發送復位信號至CPU，使CPU復位初始化。復位電路可以在本實用一開始啟動時復位CPU，并且在CPU發生意外時候復位CPU。
[0018]作為優選，所述副顯模塊還包括聲音處理芯片和聲音輸出接口，所述聲音輸出接口通過聲音處理芯片與CPU連接，所述聲音輸出接口與接口保護電路連接;所述聲音處理芯片接收CPU發送的并行音頻信號并發送相應的音頻信號至聲音輸出接口。所述聲音輸出接口所輸出的音頻信號可以輔助TMSD信號和RGB信號。
[0019]作為優選，網絡模塊還包括第二網絡PHY電路、第二網絡變壓器和第二網絡接口，第二網絡接口、第二網絡變壓器和第二網絡PHY電路依次連接，第二網絡PHY電路與CPU連接，所述第二網絡接口與接口保護電路連接。第二網絡PHY電路、第二網絡接口和第二網絡變壓器可以增加本實用的信號吞吐量。
[0020]作為優選，所述存儲接口模塊還包括eSATA接口，eSATA接口與CPU連接，所述eSATA接口與接口保護電路連接;eSATA接口作為一個備用接口，在有外部其他設備需要連接或擴展接口時所用。
[0021 ]作為優選，所述SATA接口的數量為二十四個;所有SATA接口均集成在一個硬盤擴展背板上降低了本實用的成本，并且減少了本使用的體積。
[0022]作為優選，所述CPU為H.265處理芯片，所述H.265處理芯片具有更強大的處理能力和更小的存儲空間消耗。
[0023]本實用新型具有如下有益效果:
[0024]在提高主顯的分辨率外，增設另外的副顯模塊;擴展出若干個SATA接口，極大地增加了硬盤接入數量。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的。
[0026]圖中，10、主顯模塊；20、網絡模塊；30、副顯模塊;40、存儲接口模塊；50、USB模塊； 60、信號轉換模塊。
【具體實施方式】
[0027]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述:
[0028]如圖1所示，網絡硬盤錄像機，包括CPU、主顯模塊10、網絡模塊20、副顯模塊30、存儲接口模塊40、電源、信號轉換模塊60、告警電路、USB模塊50、接口保護電路和復位檢測電路;所述主顯模塊1、網絡模塊20、副顯模塊30、存儲接口模塊40、電源、信號轉換模塊60、告警電路、USB模塊50和復位檢測電路均與CPU連接；電源為CPU、主顯模塊1、網絡模塊20、副顯模塊30、存儲接口模塊40、信號轉換模塊60、接口保護電路、告警電路、USB模塊50和復位檢測電路供電。
[0029]所述主顯模塊?ο包括主顯HDMI接口和主顯VGA接口，所述主顯HDMI接口和主顯VGA接口均與CPU連接，所述主顯HDMI接口和主顯VGA接口均與外界顯示器連接;所述HDMI接口和主顯VGA接口均與接口保護電路連接。所述主顯HDMI接口的視頻輸出最大支持3840 X2160@60fps，主顯VGA接口的視頻輸出最大支持2560 X 1600@60fps。
[0030]所述副顯模塊30包括視頻處理芯片、副顯HDMI接口、副顯VAG接口、聲音處理芯片和聲音輸出接口 ；所述副顯HDMI接口和副顯VAG接口均與視頻處理芯片連接，所述聲音輸出接口與聲音處理芯片連接，所述視頻處理芯片和聲音處理芯片均與CPU連接;所述副顯HDMI接口、副顯VAG接口和聲音輸出接口均與外部顯示器連接;所述聲音輸出接口、副顯HDMI接口和副顯VAG接口均與接口保護電路連接。
[0031]所述CPU發送并行視頻信號和并行音頻信號至視頻處理芯片，并將并行音頻信號發送至聲音處理芯片;視頻處理芯片將并行視頻信號和并行音頻數據處理輸出TMSD信號至副顯HDMI接口，同時輸出RGB信號至副顯VGA接口，以使外部顯示器進行顯示該TMSD信號和RGB信號;所述聲音處理芯片將并行音頻信號處理成音頻信號發送至聲音輸出接口，以使與聲音輸出接口連接的揚聲器播放該音頻信號，對應副顯VGA接口輸出的視頻；
[0032]所述視頻處理芯片為所述副顯HDMI接口視頻輸出最大支持1920X1080@30fps，所述副顯VGA接口視頻輸出最大支持1920X1080@30fps。副顯模塊30可以滿足客戶在使用主顯進行操作的同時，通過副顯模塊來顯示預覽畫面或者其他客戶想要的畫面。
[0033]所述網絡模塊20包括網絡PHY電路、網絡變壓器和網絡接口，網絡接口、網絡變壓器和網絡PHY電路依次連接，網絡PHY電路與CPU連接，網絡接口與外部網絡連接;CPU輸出并行數字網絡信號通過網絡PHY電路發送至網絡變壓器，網絡變壓器將該并行數字網絡信號處理輸出物理層模擬信號至網絡接口，并通過網絡接口將該物理層模擬信號發送至外部網絡，以實現與外部網絡或外部客戶網絡對接;優選地，網絡模塊20還包括第二網絡PHY電路、第二網絡變壓器和第二網絡接口，所述第二網絡接口、第二網絡變壓器和第二網絡PHY電路依次連接，第二網絡PHY電路與CPU連接;所述第二網絡接口與外部網絡連接;CPU輸出第二并行數字網絡信號通過第二網絡PHY電路發送至第二網絡變壓器，網絡變壓器將該第二并行數字網絡信號處理輸出第二物理層模擬信號至網絡接口，并通過網絡接口將該第二物理層模擬信號發送至外部網絡，以實現與外部網絡或外部客戶網絡對接;所述網絡接口和第二網絡接口均為RJ45接口 ；所述第二網絡PHY電路、第二網絡變壓器和第二網絡接口，可以增加本實用的信號吞吐量。所述網絡接口和第二網絡接口均與接口保護電路連接。
[0034]所述存儲接口模塊40包括端口擴展芯片和若干個SATA接口，若干個SATA接口均與端口擴展芯片連接，端口擴展芯片與CHJ連接，所述SATA接口為串行ATA接口，SATA接口用于與外部硬盤連接;所述CPU發送串行高速信號至端口擴展芯片，端口擴展芯片將該串行高速信號發送至SATA接口，以通過SATA接口將該串行高速信號發送至外部硬盤;所述SATA接口的數量為二十四個，所述SATA接口均集成在一個硬盤擴展背板上，降低了本實用的成本，并減小了本實用的體積;通過硬盤擴展背板的設計不僅增加了硬盤的數量，而且方便硬盤散熱;優選地，所述存儲接口模塊40還包括eSATA接口，所述eSATA接口為外部串行ATA接口，是面向外接驅動器的接口 ；所述eSATA接口作為一個備用接口，可以支持多路擴展，在有外部其他設備需要連接或擴展接口時所用。所述SATA接口和eSATA接口均與接口保護電路連接。
[0035]本發明中采用最新一代的端口擴展芯片，其擴展能力非常強大，最多可以將一個eSATA端口擴展出15個SATA接口，可同時接入15塊硬盤且擴展出來的SATA接口性能完全可以滿足市面上現有硬盤對速率和性能的需求，這就意味著本實用是過去產品15倍的存儲能力的提升;但限于機箱結構尺寸，本實用只設計支持的硬盤數量為24個，通過三個端口擴展芯片擴展24個SATA接口，若干個SATA接口與端口擴展芯片連接，以組成端口擴展電路;第一端口擴展電路擴展出9個SATA接口，第二個端口擴展電路擴展出9個SATA接口，第三個端口擴展電路擴展出6個SATA接口。
[0036]所述信號轉換模塊60包括信號轉換單元和通信接口，所述通信接口通過信號轉換單元與CPU連接，通信接口連接外部PTZ設備，PTZ設備包括一些安防檢測設備;所述CPU發送TTL電平UART信號至信號轉換單元，信號轉換單元將TTL電平UART信號進行處理輸出RS422電平信號至通信接口；通信接口將RS422電平信號發送至外部PTZ設備以控制外部PTZ設備。所述通信接口與接口保護電路連接。
[0037]所述USB模塊50包括USB檢測芯片和USB接口，USB接口通過USB檢測芯片與CPU連接，所述USB檢測芯片用于檢測USB接口是否連接外部USB設備，同時通過USB接口對插入的USB設備進行供電，且限制對此設備的最大供電電流。所述USB接口與接口保護電路連接。
[0038]市面上現有技術在接口隔離保護上做的比較少，如:HDMI接口、VGA接口、網口、USB接口、RS485接口、報警接口、音頻接口等，容易被其他干擾信號影響到設備的正常運行，更嚴重外部強擊會造成設備損壞;所述接口保護電路與各個對外接口連接，同時佐以隔離電路，以令設備的對外接口能夠完全與外界隔離開來，從而提高設備的抗干擾能力和降低干擾其他設備的能力;所述接口保護電路通過ESD器件和隔離元器件搭建保護隔離電路，避免外部的破壞因素進入設備內，同時避免板內信號對外輻射等，保護每一個對外接口和CPU的安全;此外，采用高轉化效率的電源解決方案，其自身具有較強的短路保護、過流保護、人體接觸ESD等。
[0039]所述復位檢測電路用于接受CPU的檢測信號，以及發送復位信號至CPU;本實用上電開啟后，復位檢測電路發送復位信號至CPU，以使CPU復位初始化;CPU會在規定的時間內發送檢測信號至復位檢測電路，如果復位檢測電路在規定時間內未收到CPU發送的檢測信號，復位檢測電路便發送復位信號至CPU。
[0040]所述告警電路包括告警輸入電路和告警輸出電路，所述告警輸入電路和告警輸出電路均與CPU連接；
[0041]當出現意外狀況時，CPU檢測到意外狀況并發送告警輸出控制信號至告警輸出電路，所述告警輸出電路根據告警輸出電路并發送相應的告警輸出信號至外部警報器，以使外部報警器進行報警措施;所述意外狀況包括PTZ設備所檢測到的出現有警戒非法行為者，報警措施包括發出聲音、閃光、電或動作中的一種或多種，以提醒管理員和警戒非法行為者；
[0042]所述告警輸入電路與外部監測設備連接，當外部監測設備檢測到意外時，告警輸入電路發送相應的告警輸入信號至CPU，以使CPU發送相應的告警輸入控制信號至主顯模塊
10、副顯模塊或其他相應的模塊，以告知工作人員獲知外部的檢測意外狀況;告警輸入電路是16通道告警輸入，通過兩級NPN三極管電路搭建而成，告警輸入電路為低有效電路，當有告警輸入信號進來時，通過第一級NPN管實現一次反向，由低變高，再通過第二級NPN管實現二次反向，由高變低，在通過一個8-3處理IC實現8bit轉3bit的功能，此時主控CPU只需要6個GP10，通過兩套上面的電路，便可以實現16個告警輸入低有效的監測功能；告警輸出電路是8通道告警輸出電路，主控CPU通過3個GP1連接器3-8譯碼IC實現3bit轉8bit的功能，在3-8譯碼器之后再對接一個反向繼電器驅動芯片來低有效驅動繼電器的電路，從而達成告警輸出的功能，告警輸出電路需要在對接一個告警輸出小板，小板上有四個繼電器驅動電路，從而讓整個設備達成8通道告警輸出的功能。
[0043]所述電源采用TI的高效開關電源轉換1C，同時選用了高過流、低直流阻抗材質的電感，再通過合理的PCB的布局布線，從而令本次發明中的電源轉換效率比以往同類產品都高，比之前同類別產品的能耗更低，而且還減少了同等性能下設備的局部發熱;通過電源轉換IC的輸入電容來進行電源的濾波，通過電源轉換IC外部的分壓電阻來達到需要的電源電壓值，通過外部搭成的RC電路來完成各個電源的上電和下電時間，通過電源轉換IC輸出管腳外掛的電感和輸出電容組成輸出震蕩和濾波回路完成電壓電源的輸出，通過合理的PCBLAY0UT和對電源轉換IC的選型來達成低能耗、高效率電源轉換功能。
[0044]所述CPU為一款高級的視屏處理芯片，具體地為H.265處理芯片;H.265為新的處理協議，相比H.264協議，新的處理協議在碼率減少51?74%的情況下，能令視頻質量比前者接近甚至更好;而在相同圖像質量下，H.265處理的視頻大小將減小大約39?44% ;并且，同樣的內容，H.265可以減少70?80%的帶寬消耗。這就意味著更強大的處理能力和更小的存儲空間消耗。
[0045]本實用有如下技術效果:
[0046]第一，利用H.265處理方式，提高了數字視頻內容的處理能力、效率，并保證了在同等視頻質量前提下，更小的碼率和更少的帶寬占用；
[0047]第二，除了裝備主顯模塊的超高清HDMI顯示和高清VGA顯示外，還擴充了副顯模塊的尚清HDMI和VGA顯不，方便客戶擴展視頻顯不能力；
[0048]第三，極大的擴充了硬盤接入能力，最高可達以往方案的15倍;在硬盤擴展電路部分，其性能較之前的更加穩定、速率更快；
[0049]第四，告警輸入和輸出電路所使用的3-8處理IC和8-3處理1C、繼電器驅動IC都提高了系統的集成度，降低了主控CPU的開銷；
[0050]第五，提高了電源的轉換效率，更具節能環保；
[0051]第六，接口保護電路提升了系統工作的穩定性，讓系統可以在復雜的環境下穩定工作。
[0052]對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.網絡硬盤錄像機，其特征在于，包括CPU、主顯模塊、副顯模塊、網絡模塊、存儲接口模塊、信號轉換模塊和接口保護電路； 所述主顯模塊包括主顯HDMI接口和主顯VGA接口，主顯HDMI接口和主顯VGA接口均與CHJ連接； 所述副顯模塊包括視頻處理芯片、副顯HDMI接口和副顯VGA接口，副顯HDMI接口和副顯VGA接口均通過視頻處理芯片與CPU連接;所述視頻處理芯片用于接收CPU發送的并行視頻信號和并行音頻信號，并輸出TMSD信號至副顯HDMI接口，以及輸出RGB信號至副顯VGA接口 ； 網絡模塊包括網絡PHY電路、網絡變壓器和網絡接口，網絡接口、網絡變壓器和網絡PHY電路依次連接，網絡PHY電路與CPU連接； 所述存儲接口模塊包括端口擴展芯片和若干個SATA接口，SATA接口均通過端口擴展芯片與CPU連接，所述SATA接口與外部硬盤連接； 信號轉換模塊包括信號轉換單元和通信接口，所述通信接口通過信號轉換單元與CPU連接，通信接口與外部PTZ設備連接;所述信號轉換單元用于將CPU發送的TTL電平UART信號處理輸出RS422電平信號至通信接口 ； 所述主顯HDMI接口、主顯VGA接口、副顯HDMI接口、副顯VGA接口網絡接口、SATA接口和通信接口均與接口保護電路連接。2.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，還包括告警輸入電路和告警輸出電路，告警輸入電路和告警輸出電路均與CHJ連接;告警輸入電路與外部檢測設備連接，告警輸出電路與外部報警器連接； 所述告警輸入電路，用于接收外部檢測設備發送的意外信號并發送相應的告警輸入信號至CPU; 所述告警輸出電路，用于接收CHJ發送的告警輸出控制信號，并根據該告警輸出控制信號發送相應的告警輸出信號至外部警報器。3.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，還包括USB模塊;所述USB模塊包括USB檢測芯片和USB接口 ；所述USB接口通過USB檢測芯片與CPU連接，所述USB接口與外部USB設備連接;所述USB接口與接口保護電路連接； 所述USB檢測芯片用于檢測USB接口是否連接外部USB設備，還用于通過USB接口對外部USB設備進行供電。4.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，還包括與CPU連接的復位檢測電路； 所述復位檢測電路，用于接收CPU的檢測信號，以及用于在上電時和在預設時間內未接收到所述檢測信號時發送復位信號至CPU，使CPU復位初始化。5.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，所述副顯模塊還包括聲音處理芯片和聲音輸出接口，所述聲音輸出接口通過聲音處理芯片與CHJ連接，所述聲音輸出接口與接口保護電路連接;所述聲音處理芯片接收CPU發送的并行音頻信號并發送相應的音頻信號至聲音輸出接口。6.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，網絡模塊還包括第二網絡PHY電路、第二網絡變壓器和第二網絡接口，第二網絡接口、第二網絡變壓器和第二網絡PHY電路依次連接，第二網絡PHY電路與CPU連接，所述第二網絡接口與接口保護電路連接。7.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，所述存儲接口模塊還包括eSATA接口，eSATA接口與CPU連接，所述eSATA接口與接口保護電路連接。8.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，SATA接口的數量為二十四個。9.如權利要求1所述的網絡硬盤錄像機，其特征在于，所述CRJ為H.265處理芯片。
【文檔編號】H04N5/781GK205545652SQ201620312729
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】程平都
【申請人】廣州美電恩智電子科技有限公司