分布式控制系统

分布式控制系统

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、分散式处理的控制系统，主要由以下组件构成：

数据传输与交换系统：核心交换机

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、网络信号等

信号输出节点：独立、模块化的数字/模拟RGB输出

管理服务系统：标准工业计算机，调度控制系统中所有节点，不进行任何视频数据处理

控制端：标准PC或手持式无线设备，进行信号调度与系统管理

控制系统方案比较

性能

集中式拼接控制系统采用PCI总线串行通讯方式进行视频数据的传输与处理，按照目前硬件的最高配置——PCI-E 16x的理论最高带宽为6.4GBps(参见下图IBM提供的标准数据);根据实际情况测算，除去自身消耗和编码损耗，其能提供的实际带宽约为4GBps;

视频数据量计算公式如下：

根据上述计算公式，计算出常用分辨率视频数据量如下：

根据上述公式推算，基于工业计算机架构的集中式控制器，其最大极限状态下，可以同时处理的视频数据通道数为：

1024×768@60Hz情况下：4G/135M≈29路

1920×1080@60Hz情况下：4G/355.96M≈11路

基于以上推理和实际项目工程经验，集中式可应用的系统规模极其有限，一般情况下，用在3×3以下的大屏幕拼接墙上，基本可以满足使用需求;一但系统规模扩大，就只能采用降低帧速率或者降低画面质量的方法来实现基本功能，且视频流畅度和画面质量随着视频数量的增加成倍下降;

分布式架构不再局限于PCI带宽的限制，其每个处理器节点都采用独立的处理芯片(DSP或DSP+FPGA架构)，在每个独立节点上设计成一个独立工作运行、独立信号采集、独立数据传输、独立数据处理的模块化架构，从硬件架构上满足性能的最优设计，一般分布式的设计应满足：每个独立模块能够完全实现1920×1080@60Hz的采集、传输与解码显示，其每个模块都采用DSP+FPGA硬件架构设计，充分利用片上系统(SoC，System on Chip)工作模式的优势，彻底避免了传统控制方式必须借助第三方系统(Windows/Unix等)进行系统处理带来的系统宕机、软件崩溃等常见问题