現在電視臺硬盤播出及工業監視系統得到廣泛運用，計算機自動控制成為主流。下面我們通過電視臺的播放控制介紹相關的串口知識。其它應用與此類似。視頻設備的控制接口，以及狀態監控接口有必要進行一下歸納。計算機控制主要有串口、并口、USB、IEEE1394、以太網接口等，在數字化電視播控中心主要采用串口、以太網接口進行控制。

     一 串口控制

     通常我們對于視頻服務器、錄像機、切換臺等直接播出、切換控制主要使用串口進行，主要使用到RS-232、RS-422與RS-485三種接口控制。下面就串口的接口標準以及使用和外部插件和電纜進行探討。

     RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。例如：視頻服務器都帶有多個RS422串行通訊接口，每個接口均可通過RS422通訊線由外部計算機控制實現記錄與播放。 視頻服務器除提供各種控制硬件接口外，還提供協議接口，如RS422接口除支持RS422的Profile協議外，還支持 Louth、Odetics 、BVW等通過RS422控制的協議。

    


     RS-232、RS-422與RS-485都是串行數據接口標準，都是由電子工業協會（EIA）制訂并發布的，RS-232在1962年發布。RS-422由RS-232發展而來，為改進RS-232通信距離短、速率低的缺點，RS-422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離延長到4000英尺（速率低于100Kbps時），并允許在一條平衡總線上連接zui多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規范，被命名為TIA/EIA-422-A標準。為擴展應用范圍，EIA又于1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共*圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。

     1. S-232串行接口標準

     目前RS-232是PC機與通信工業中應用zui廣泛的一種串行接口。RS-232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標準。RS-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發端的數據信號是相對于信號地。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動，在發送數據時，發送端驅動器輸出正電平在+5~+15V，負電平在-5~-15V電平。當無數據傳輸時，線上為TTL，從開始傳送數據到結束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3~+12V與-3~-12V。由于發送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離zui大為約15米，zui高速率為20Kbps。RS-232是為點對點（即只用一對收、發設備）通訊而設計的，其驅動器負載為3kΩ~7kΩ。所以RS-232適合本地設備之間的通信。

     2. RS-422與RS-485串行接口標準

     （1）平衡傳輸

     RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為A，另一線定義為B。通常情況下，發送驅動器A、B之間的正電平在+2~+6V，是一個邏輯狀態，負電平在-2V~6V，是另一個邏輯狀態。另有一個信號地C，在RS-485中還有一“使能”端，而在RS-422中這是可用可不用的。“使能”端是用于控制發送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發送驅動器處于高阻狀態，稱作“第三態”，即它是有別于邏輯“1”與“0”的第三態。

     （2）RS-422電氣規定

     由于接收器采用高輸入阻抗和發送驅動器比RS232更強的驅動能力，故允許在相同傳輸線上連接多個接收節點，zui多可接10個節點。即一個主設備（Master），其余為從設備（Salve），從設備之間不能通信，所以RS-422支持點對多的雙向通信。RS-422四線接口由于采用單獨的發送和接收通道，因此不必控制數據方向，各裝置之間任何必須的信號交換均可以按軟件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一對單獨的雙絞線）實現。RS-422的zui大傳輸距離為4000英尺（約1219米），zui大傳輸速率為10Mbps。其平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能達到zui大傳輸距離。只有在很短的距離下才能獲得zui高速率傳輸。一般100米長的雙絞線上所能獲得的zui大傳輸速率僅為1Mbps。RS-422需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。在矩距離傳輸時可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻。終接電阻接在傳輸電纜的zui遠端。

     （3）RS-485電氣規定

     由于RS-485是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以采用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信。RS-485總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用RS-485 串行總線標準。RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分布式系統，其允許zui多并聯32臺驅動器和32臺接收器。 RS-485與RS-422的不同還在于其共模輸出電壓是不同的，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間;RS-485滿足所有RS-422的規范，所以RS-485的驅動器可以用在RS-422網絡中應用。RS-485與RS-422一樣，其zui大傳輸距離約為1219米，zui大傳輸速率為10Mbps。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定zui長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得zui高速率傳輸。一般100米長雙絞線zui大傳輸速率僅為1Mbps。

     （4）RS-422與RS-485的網絡安裝注意要點

     RS-422可支持10個節點，RS-485支持32個節點，因此多節點構成網絡。網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：

     * 采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節點串接起來，從總線到每個節點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響zui低。

     * 應注意總線特性阻抗的連續性，在阻抗不連續點就會發生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續性：總線的不同區段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。

     總之，應該提供一條單一、連續的信號通道作為總線。

     二 串口插口種類及轉換

     串口是一種接口標準，它規定了接口的電氣標準，簡單說只是物理層的一個標準。沒有規定接口插件電纜以及使用的協議，所以只要我們使用的接口插件電纜符合串口標準就可以在實際中靈活使用，在串口接口標準上使用各種協議進行通訊及設備控制。

     以上我們了解了串口的協議，而我們日常工作中接觸zui多的是實際的一些設備的外部接口，我們如何從外形上就知道它是那種接口呢？制作線纜各針腳如何定義？上面我們知道了串口RS-232、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。從我們實際工作中碰到的使用zui多的插口有三種DB9 DB25 RJ45，上面三種插口插件都可以用作串口插口插件，也可以通過線纜進行插口之間的轉換。下面我們就三種插口的針腳定義分別說明，三個插口之間的轉換也只要按照插口定義的線纜跳接即可。

     * DB9（9腳插口插座），如圖2。9針串口功能如表1。

    



     * DB25（25腳插口插座），如圖3。25針串口功能如表2。

    


    


     * 還有一種插口是RJ45，比如湖北臺使用的品尼高mss1600、mss700視頻服務器的編解碼板控制口都為串口，插口是RJ45的，而播控機的串口插口是DB9，因此我們就需要使用轉換線纜。轉換線纜的針腳定義如圖4。

    


     RS485 半雙工接法為：RX+ 和TX+ 并聯為Data+；RX- 和TX- 并聯為Data-。RS485 全雙工/RS422 接法為：FULL 和GND 短接；信號線為RX+，TX+，RX-，TX-，可根據需要連接GND。

     三 串口的擴展

     串口的擴展，我們知道一般一臺計算機有兩個串口，而對于一臺播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩臺設備，我們需要同時控制視頻服務器，錄像機、切換臺、字幕機等各種設備。所以我們就需要對串口進行擴展，我們可以使用串口擴展卡對串口進行擴展，比如我們在播控系統中使用的串口擴展卡MOXA CI-134。

     MOXA CI-134是專為工業環境通信應用設計的 RS-422/485 四串口卡。它支持4個獨立的RS-422/485串口，在一對多點的通信應用下，zui多可控制128 個設備。為使RS-485 2線半雙工操作變得更加簡單，每片 CI-134 卡都具有數據流向自動控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協議。為達到工業環境對高可靠性產品的要求，本系列產品提供可選擇的光電隔離（2 KV）和浪涌保護（25 KV ESD）功能。

     該產品特點包括：可選擇光電隔離（2KV）和浪涌保護（25KV ESD）功能；提供數據流向自動控制ADDC （Automatic Data Direction Control）功能；RS-485 數據控制l: ADDC 或通過 RTS控制；內建終端電阻；采用芯片硬件流量控制，保證數據不流失；采用* ASIC 設計，返修率低；支持眾多常見的操作系統。

     四 串口在播出控制系統中的應用

     我們知道串口RS232有效傳輸距離為15米， RS-422的zui大傳輸距離為4000英尺（約1219米），zui大傳輸速率為10Mbps。我們播控中使用的錄像機如DVCPRO、IMX控制接口有RS232、RS422多個接口供選擇，如果使用pin9則為RS422接口，視頻服務器編解碼口控制都是RS422接口，只是插口為RJ45不是DB9的，需要轉換線纜進行轉換。因此我們在控制中根據以上特性可以靈活使用，我們由于主備控制切換的需要，以及距離的考慮統一選用RS422倒換開關進行倒換，控制RS422倒換開關的為RS232控制接口，這個直接由播控機本身的COM口來控制倒換開關進行倒換，其他控制錄像機、切換臺、視頻服務器編解碼卡使用MOXA卡擴展的RS422接口進入RS422倒換開關進行倒換?？刂茍D如圖5。

    


     整個系統中只有RS422倒換開口控制是播控機的COM（RS232）口控制，其他都是MOXA卡擴展的RS422接口，由于應急開關需要RS232所以在應急開關前面加了一個RS422轉RS232的轉換器。通過控制線播控機可以及時發出播控指令，也可以隨時讀取錄像機、切換臺、還有視頻服務器的狀態。以上只是播控機房的系統控制圖。上載、總控機房的系統控制大致和這相同。

     RS422總線、RS485和RS422電路原理基本相同，都是以差動方式發送和接受，不需要數字地線。差動工作是同速率條件下傳輸距離遠的根本原因，這正是二者與RS232的根本區別，因為RS232是單端輸入輸出，雙工工作時至少需要數字地線、發送線和接受線三條線（異步傳輸），還可以加其它控制線完成同步等功能。RS422通過兩對雙絞線可以全雙工工作收發互不影響，而RS485只能半雙工工作，發收不能同時進行，但它只需要一對雙絞線。以上三種接口各有缺點，在實際工作中可以根據需要靈活選用。

     計算機控制在廣電播控系統中運用會越來越廣泛，而且隨著計算機技術的不斷發展，智能化也會不斷提高，系統也會更加龐大，這就要求我們能更深入了解計算機的基礎理論，這樣才能更深入的了解系統，維護系統，保證系統的安全穩定運行。