嵌入式监控系统上位机软件设计
矿井无线监测嵌入式Linux上位机系统设计
2012年第2期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor 2012No.2基金项目：国家自然科学基金（11072102）；煤炭工业协会科学技术研究计划项目（MTKJ2010－332）：辽宁省教育科学“十一五”规划课题（JG10DB247）收稿日期：2011－07－01收修改稿日期：2011－12－11矿井无线监测嵌入式Linux 上位机系统设计李丽丽，施伟（辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁阜新123000）摘要：针对目前矿井安全监测系统的应用状况，提出了一种基于Linux socket 的嵌入式无线矿井监测系统上位机设计方案。
首先采用套接字编程方法实现终端与主控端之间的基于Zigbee 协议的网络通信。
然后利用Perl 语言完成主控端的数据分析和统计，并采用MegaView 组件实现统计图表的动态显示同时利用多线程技术和dialog 组件完成界面设计。
最后通过单元测试和集成测试方法，进行了大量重复并且有效的测试，验证了系统的正确性和稳定性。
关键词：无线传感网；嵌入式操作系统；上位机；安全监测中图分类号：TH368.2文献标识码：A文章编号：1002－1841（2012）02－0050－03Design of Embedded Wireless PC Monitoring System for Mine Based on LinuxLI Li-li ，Shi Wei-jian（School of Electronic and Information Engineering ，Liaoning Technical University ，Fuxin 123000，China ）Abstract ：According to the current applying status of mine safety monitoring system ，it designed an embedded wireless PC mo-nitoring system for mine based on Linux socket．It used socket programming to achieve communication based on Zigbee protocol be-tween the terminal and the host ，then completed master data analysis and statistics with Perl language ，and dynamically displayed the charts using MegaView components ，while using multi-threading and dialog components to design the interface ，Finally it veri-fied the correctness and stability of the system through a large number of repeated and effective tests such as unit test and integra-tion test．Key words ：wireless sensor networks ；Linux ；upper computer ；safety monitoring 0引言目前无线矿井监测系统仍然存在以下几个瓶颈问题：首先是网络节点的通信故障判断和修复问题；其次是服务器端对历史数据的存储和查询问题；最后是数据的有效统计和分析问题。
嵌入式网络监控系统设计方案
嵌入式网络监控系统设计方案本文介绍了一种适合于工业场合、基于客户机/服务器模型的嵌入式网络监控系统的设计。
服务器采用32位的Freescale ColdFire系列MCF5272为CPU,以mClinux为操作系统,客户机可以是网络上任何装有客户机软件的PC机，系统中的监控界面由客户端设计，可以通过升级客户机软件来满足新的监控任务。
该系统的通用性和灵活性强，利于用户的二次开发。
一、引言目前，嵌入式网络监控系统以其本身体积小、功能多、支持以太网技术等优点，已成为工控领域中的新热点。
网络监控系统的方式可分为B/S（浏览器/服务器）和C/S（客户机/服务器）两种。
对于B/S形式，要求嵌入式服务器的存储器容量足够大，而且对于监控设备结构调整或对监控内容更改频繁的应用场合，就必须对嵌入式服务器中的网页和CGI 程序进行更改，这无疑会使普通用户在对服务器进行维护和二次开发时遇到很大的困难。
本文介绍的一种采用C/S结构的系统设计可以克服以上问题。
由于监控对象和监控页面的设置都由客户机完成，服务器只需进行数据采集、响应客户请求、利用TCP/IP网络发送客户请求数据等工作，同时客户机的监控页面采用通用的微软Windows风格，降低了对操作人员的要求，利于二次开发。
二、嵌入式网络监控系统的总体框架以工厂生产自动化中监控PLC和CAN总线设备为例，为了实现工厂生产透明化，希望在任何地方都能通过网络监控生产情况，并能够随着工厂生产内容的调整更换监控内容，因此，可采用C/S形式使监控对象及监控页面由客户自己根据具体要求定义。
服务器由32位Freescale Coldfire系列中支持网络通信的MCF5272芯片和专用于微控制的mClinux操作系统构成。
该系统由客户机发出对设备的监控命令，嵌入式服务器接收并处理信息，根据客户机请求对监控对象发出控制命令，或通过串口和CAN接口获得客户机感兴趣的状态，并将此信息通过网络协议经过网络连接返回客户端，由客户端分析并与设计的监控界面建立动画连接或将现场设备的运行状态显示在界面上，并将此信息存储到客户端历史数据库供用户打印输出或统计。
基于C的嵌入式智能监控系统设计与实现
基于C的嵌入式智能监控系统设计与实现一、引言随着物联网技术的快速发展，嵌入式智能监控系统在各个领域得到了广泛应用。
本文将介绍基于C语言的嵌入式智能监控系统的设计与实现过程，包括系统架构设计、硬件选型、软件开发等方面的内容。
二、系统架构设计在设计嵌入式智能监控系统时，首先需要考虑系统的整体架构。
一个典型的嵌入式智能监控系统包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块和用户界面模块等部分。
传感器模块负责采集环境数据，数据采集模块将采集到的数据进行处理和存储，数据处理模块对数据进行分析和处理，用户界面模块则提供给用户友好的操作界面。
三、硬件选型在选择硬件平台时，需要考虑系统的性能需求、功耗要求以及成本等因素。
常用的嵌入式硬件平台包括Arduino、Raspberry Pi等。
根据具体的应用场景和需求，选择合适的硬件平台对于系统的稳定性和性能至关重要。
四、软件开发1. C语言编程C语言是嵌入式系统开发中常用的编程语言，具有高效性和灵活性。
在开发嵌入式智能监控系统时，我们可以使用C语言来编写传感器数据采集、数据处理和用户界面等部分的代码。
2. 数据采集与处理数据采集模块负责从传感器模块中读取环境数据，并将数据传输给数据处理模块。
数据处理模块对接收到的数据进行分析和处理，可以根据预先设定的算法进行智能化处理，比如异常检测、预测分析等。
3. 用户界面设计用户界面是用户与嵌入式智能监控系统交互的窗口，设计良好的用户界面可以提升用户体验。
我们可以使用C语言结合图形库来设计用户界面，实现数据展示、操作按钮等功能。
五、实现与测试在软件开发完成后，需要将代码烧录到硬件平台上进行测试。
通过测试可以验证系统功能是否符合设计要求，是否稳定可靠。
在测试过程中需要注意对各个模块进行单元测试和整体测试，确保系统运行正常。
六、总结基于C语言的嵌入式智能监控系统设计与实现涉及到多个方面，包括系统架构设计、硬件选型、软件开发等。
通过本文的介绍，读者可以了解到如何利用C语言开发嵌入式智能监控系统，并在实际项目中应用相关技术。
嵌入式系统的软件设计与调试技巧
嵌入式系统的软件设计与调试技巧嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到其他设备中，用于控制和执行特定的功能。
由于嵌入式系统通常受到资源和空间限制的制约，因此软件设计和调试变得尤为重要。
本文将介绍一些嵌入式系统的软件设计和调试技巧，旨在帮助开发人员提高嵌入式系统的性能和稳定性。
一、软件设计技巧1.合理划分模块：在嵌入式系统的软件设计中，将整个系统划分为若干个模块是十分重要的。
模块之间要进行清晰的接口定义，确保各模块之间的通信和数据传输是可靠且高效的。
此外，每个模块应该具备独立的功能，并保持尽可能小的代码量，以减少资源的占用。
2.选择合适的算法和数据结构：嵌入式系统的资源通常相对有限，因此在软件设计阶段，选择适合嵌入式系统的算法和数据结构非常重要。
对于需要频繁进行搜索或排序的操作，应选择效率较高的算法，如快速排序和二分查找等。
对于需要频繁操作的数据结构，如队列和链表等，也要选择合适的实现方式，以提高系统的性能。
3.考虑实时性要求：嵌入式系统通常需要对外界环境做出实时的响应，因此在软件设计过程中，要充分考虑系统的实时性要求。
例如，可以使用中断服务例程（ISR）来处理实时事件，并且要合理规划任务的优先级，确保高优先级任务能够及时得到响应。
4.进行正确的错误处理：在嵌入式系统中，由于外部环境的不确定性，软件可能会遇到各种异常情况。
因此，为了保证系统的稳定性和可靠性，软件设计中必须充分考虑各种异常情况的处理方式，包括错误码的定义和错误处理的逻辑。
同时，还应该记录和分析错误信息，以快速定位和修复问题。
二、调试技巧1.使用调试工具：嵌入式系统的调试过程中，适用于该硬件平台的调试工具是必不可少的。
例如，使用调试器可以在系统运行时对程序进行单步调试，观察程序的执行过程，并查看变量的值。
此外，还可以使用示波器和逻辑分析仪等工具来检测和分析硬件电路的问题。
2.输出调试信息：在嵌入式系统的软件设计和调试过程中，输出调试信息是一种常用的调试技巧。
毕业设计(论文)基于arm的视频监控系统上位机的设计
基于ARM的视频监控系统上位机的设计摘要现在电子技术、计算机技术以及通信技术等飞速的向前发展，网络视频监控系统在民用、军事、工业等各个领域得到越来越广泛的应用，视频监控系统已经逐步渗透到了社会生活中的各个领域。
随着视频压缩技术、数据传输等相关技术的不断发展，传统的视频监控方式很难满足用户的需要。
文中介绍了一种基于S3C2440 嵌入式平台的视频监控系统，并通过局域网传输使得网内的计算机可以实时地获得视频图像，从而可以达到远程监控的目的。
鉴于Linux 内核的开源及其稳定性,采用其作为操作系统，从而使整个系统具有较好的实时性和稳定性。
该系统以高佳能的ARM处理器、嵌入式WEB服务器为核心，以互联网为支撑，通过浏览网页访问Web服务器的方式，观看视频监控图像。
该系统有着广泛的发晨前景，对其进行研究有着重要的现实意义。
关键词：ARM，S3C2440，Linux，WEB，USBVideo Surveillance System Based on ARMABSTRACTThe electronic technology, computer technology and communications technology, the development of fast forward, network video monitoring system in the civil, military, industrial and other fields are more widely used. The video surveillance system has permeated into various fields in our life step by step. Along with the continuous development of many techniques such as the video compression technique, the data transmission technique, and so on, many traditional methods of video surveillance can hardly satisfy our requirement.A method of the video surveillance system based on S3C2440 is introduced, and any computers which are under the same network can capture the real - time video image through the LAN, by this means, a method of remote monitor can be achieved. In view of the feature of open source and the stability of the Linux core, this program adopts the Linux OS to make the whole system attain a higher feature of real - time and stability. Take the video surveillance system as a whole and present the principle of the system, the core of system is ARM micro processor and embedded by web server. And Internet is needed to support it, and the server can be visited in the way of web-view. Video surveillance system is very useful in the true life, so it is important to research it.KEY WORDS: ARM，S3C2440，Linux，WEB，USB目录前言 (1)第1章视频监控系统总体设计方案 (3)1.1 系统总体方案 (3)1.2 上位机设计方案 (5)第2章软件设计方案 (6)2.1VC++简介 (6)2.2 基础知识和理论 (9)2.3上位机软件设计 (13)2.4上位机程序设计 (16)2.4.1 视频数据接收端的实现 (17)2.4.2压缩图像解码显示 (19)第3章系统调试与运行 (22)3.1测试环境 (22)3.2测试内容 (22)3.2.1 VC程序测试 (22)3.2.2系统测试 (26)3.3测试结果 (27)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)外文资料翻译 (31)前言网络视频监控技术是一门集电子技术、计算机网络技术和视频技术于一体的综合技术，具有方便、直观、丰富等特点。
上位机监控软件的开发
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2、上位机软件：软件根据您的项目需求可以提供LabVIEW、VC、VB等软件平台，同时为了方便您对数据的查询和处理，提供SQLSERVER、MySql、嵌入式数据库SQLite等数据库系统，软件具备实时曲线、棒图、历史曲线、打印报表、企业内部局域网连接客户端实现联网查询功能，界面友好丰富。
可更具具体需求开发相应功能。
软件支持串口RS485\RS422\RS232、以太网接口、下位机包括PLC、采集模块、各种智能仪表等。
组态软件编程：Wincc、iFix、组态王等应用范围各工控项目监控软件、仪表模块初始化调试软件、数据采集和仪器控制软件3、变频节能改造项目：变频节能改造：水泵、风机、空压机、注塑机、中央空调、恒压供水等VB/VC等上位机软件开发硫化机PLC上位机监控软件的开发作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-6-17 13:16:00 [收藏] [评论]随着硫化机自动控制水平的不断提高，硫化机的温度压力数据采集记录方法经历了圆盘记录仪、打点式记录仪、智能化无纸记录仪乃至目前较先进的上位机监控系统。
上位机监控系统界面友好、控制安全可靠、精度高、数据存储量大，已越来越受用户青睐。
笔者采用电阻式触摸平板电脑作为上位机，把现场数据通过传感器采集经PLC处理后送入上位机，组成一个监控系统。
嵌入式系统课程设计：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计
嵌入式系统课程设计（报告）题目：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计院系：专业：班级：姓名：学号：指导教师：二〇年月嵌入式系统课程设计（报告）摘要当今世界科学技术飞速发展，越来越多的技术面世，给我们的生产生活带来了巨大的便利，监控摄像头随处可见，成为生活中不可缺少的工具之一。
为了更好地运用高科技带来的便利以及发展最新科技，了解学习是首要任务。
本课题设计选题就是基于当下流行的视频监控技术来完成的，选用的服务器是较为简单的boa服务器辅以基于ARM11架构的S3C6410开发平台，其搭载的操作系统为Linux系统，能够实现我们想要的数据采集与传输的功能。
基于Linux操作使用USB摄像头作为采集终端进行数据的收集，应用程序通过操作设备文件实现对内核驱动的控制，使用C语言编写基于B/S模式下的服务器应用程序，在传输阶段用到了TCP/IP通信协议，最终能够实现对视频数据的一系列操作，从采集、压缩、传递、解压到最后的网页播放等。
基本实现了实时视频监控的需求。
关键词ARM11 嵌入式视频监控Linux操作系统目录第1章绪论 (1)1.1 目的与意义 (1)1.2 发展与趋势 (1)1.3 设计任务 (2)第2章硬件设计 (3)2.1 视屏监控系统的结构设计 (3)2.2 ARM处理器简介 (3)2.3 S3C6410体系结构 (4)2.4定制嵌入式Linux内核 (5)2.5 嵌入式文件系统 (6)第3章软件设计 (9)3.1 Linux操作系统简介 (9)3.2 交叉编译环境的建立 (9)3.3 嵌入式Linux移植 (10)第4章视频采集 (11)4.1 V4L2简介 (11)4.2 采集数据的操作 (11)4.3数据采集函数及解析 (12)第5章视频处理 (14)5.1 格式比较 (14)5.2 JPEG压缩 (14)5.2.1JPEG简介 (14)5.2.2JPEG库简介 (15)第6章系统测试 (17)6.1测试方法 (17)6.2测试结果 (17)结论 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1 目的与意义网络视频监控系统由基于ARM11架构体系嵌入式开发平台和网络客户端组成，实现通过摄像头对图像进行高帧率采集形成的视频数据获取功能，通过硬件开发平台接入以太网网络把视频数据展现到网页上。
了解嵌入式技术软件设计流程的基本步骤
了解嵌入式技术软件设计流程的基本步骤嵌入式技术软件设计是将软件代码嵌入到硬件设备中，实现特定功能的过程。
它在现代科技应用中起着至关重要的作用，例如智能手机、家用电器、汽车等。
嵌入式技术软件设计流程通常包含几个基本步骤，如需求分析、系统设计、软件开发、测试和调试。
本文将详细介绍这些步骤，帮助你了解嵌入式技术软件设计的基本流程。
首先是需求分析。
在开始软件设计之前，了解并明确系统的功能需求是至关重要的。
需求分析包括系统功能的定义、性能要求、系统交互以及所需的硬件资源。
通过与客户、使用者和其他利益相关方进行沟通，编制系统需求规格说明书，明确项目的整体目标和范围。
接下来是系统设计。
系统设计是软件设计的关键步骤，它确定了软件系统的架构和组成部分。
在系统设计过程中，需要考虑软件与硬件之间的接口、数据流动和处理、处理器选择、存储器需求等。
这一步骤旨在确保软件能够准确无误地与硬件设备进行交互，实现系统的功能需求。
然后是软件开发。
在软件开发阶段，具体的编码工作开始实施。
根据系统设计的要求，编写软件代码，实现系统预定的功能。
软件开发过程中需要考虑代码的可维护性、可重用性和可扩展性。
常用的嵌入式软件开发语言包括C语言和汇编语言，同时还需要使用相应的开发工具和集成开发环境（IDE）。
接下来是测试。
在软件开发完成后，需要进行全面的测试，以确保软件系统的正确性和稳定性。
测试过程通常包括单元测试、集成测试和系统测试等。
单元测试验证每个软件单元的功能正确性，集成测试确保各个模块可以无缝地协同工作，系统测试则验证整个系统的功能和性能是否达到预期。
最后是测试和调试。
在测试过程中，可能会发现软件中的错误和问题。
测试和调试是不可或缺的步骤，以确保软件工作正常。
程序员通过调试工具和技术来定位并解决问题。
常用的调试技术包括断点调试、追踪程序执行流程、跟踪变量和寄存器等。
除了以上的基本步骤外，软件设计流程中还需要持续的交流和沟通。
与硬件工程师、系统工程师和其他开发人员的协作非常重要，以确保整个软件系统的一致性和兼容性。
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ABSTRACT ABSTRACT加etothedevelopmentofvideosurveillanceteehnolog又the3rdgenerationofdigita- surveillancesystem，whieh15basedonthenetwork，hascomeintobeing.Thebasietheory15totransformanalogsignalintodigitaldata，andthensendittoPCelientsthroughnetworkfordeeoding，Playingandstoring.AsetoffullydeveloPedelientsoftware，whiehisdesignedfora multi一elient/multi一serverembeddedsurveillancesystem，15introdueedinthisdissertation.Funetionsineludinglogin、Parameterreading/访riting、commandinteractionete.arefulfilledwiththiselientsoftware.ChaPter1introdueesthebaekgroundofthissubjectandthehistoryofsurveillaneesystem，thenanalysestheeurrentstatusanddeveloPdirectionofthisfield，andthesignifieaneeofthissubjeet.ChaPter2introdueesthecategoryofsurveillancesystem，comParesdifferentkindsof surveillaneesystemsandsomeimPortanttechnologies.ChaPter3deseribestheoveralldesignframeofthesystemaildthecontrollogiestrategy.ChaPter4deseribestheoveralldesignofthiselienisoftware，inehidingthedeveloP environment，coronnunicationwayandProtocol.ChaPter5exPlainseverydetailduringthedesignofthiselient50如are，inchidingtheGUIdesign，DelPhiProgramandtheinteractiondetailsbetweenclientandserver.Ch即ter6coneludestheresearchworkofthisdissertation，andgivestheProsPeetoffurtherresearch.Keywords:Embeddedsurveillaneesystem:G班:clientsofiware;DelPhi7.0犷目录目录致谢................................................……，...........……摘要 (II)ABSTRACT 111目录 (1V)1绪论............................................，.. (1)1.1课题背景及研究内容 (1)1.2监控系统发展历史 (2)1.2.1一对一监视系统 (2)1.2.2控制电路系统 (2)1.2.3处理器监控系统 (2)1.2.4外挂多媒体的监控系统 (3)1.2.5过渡型数字视频监控系统 (3)1.2.6数字媒体监控管理系统 (4)1.3行业现状与发展趋势 (4)1.3.1行业现状 (4)1.3.2困惑与挑战...................，.. (5)1.3.3数字化 (6)1.3.4网络化 (6)1.4课题意义 (8)1.4.1社会意义 (8)1.4.2应用领域 (9)2视频监控系统概述....................................................……n2.1视频监控系统分类.................................................……n2.1.1数字信号控制的模拟视频监控系统...............................……n2.1.2数字视频监控系统 (12)2.2各类监控系统比较 (14)2.2.1模拟与数字 (14)2.2.2PC式与嵌入式........，...........................，.. (15)2.3关键技术................，............................，............，. (17)2.3.1信令控制协议...，............，.........，二，. (17)2.3.2视频编解码 (18)2.3.3改造模拟视频监控系统 (18)2.3.4无线网络通信.....................................、.. (19)3系统总体设计 (21)了摘要随着视频监控技术的发展，基于计算机网络的第三代数字监控系统已开始形成。
它的基本原理是使用多媒体编码技术将音、视频采集单元输出的模拟信号直接进行数字化压缩，然后通过计算机网络传输到上位机进行解码、播放和存储等操作。
同时利用计算机网络的延伸性实现对目的地的远程监控，具有数字传输、数字存储的显著特点。
本文针对一个基于DsP 的多客户端多服务器的嵌入式监控系统，研究开发了一套上位机软件的设计方案，完整地实现了连接，登陆验证，参数交互，命令交互等各项功能。
第一章介绍了课题背景，简述了监控系统的发展历史，分析了行业的现状与发展趋势，并阐明了本课题的研究意义。
第二章介绍了视频监控系统的分类，对几种监控系统做了比较，最后讲解了该领域的几项关键技术。
第三章阐述了本系统的整体设计，包括系统的总体架构和控制逻辑。
第四章详述了系统上位机软件设计的总体规划、所使用的开发环境、与下位机的通信方式、以及通信协议。
第五章详细阐述了上位机软件的各个开发细节，包括人机交互界面设计，DelPhi编程实现，以及上位机与下位机的交互流程等。
第六章对本次的软件设计进行总结，并提出改进方向。
关键词:嵌入式;上位机软件;监控系统;用户界面;DelPhi7.0脚 (21)3.1.1总体设计....................，................， (22)3.1.2模块设计.............， (23)3.2控制逻辑 (25)3.2.1用户控制策略....，.. (25)3.2.2录像存储策略 (28)3.2.3PTZ控制策略......................................，. (30)4上位机软件总体规划 (32)4.1开发环境 (32)4.1.1DelPhi7.0...……，..…，.，二，二，.，…，..…，.......……，.，，二，.334.1.2V1sua1C+十6.0 (33)4.2通信方式 (34)4.2.1UDP协议 (34)4.2.2TCP协议 (35)4.2.3Socket套接字 (39)4.3通信协议 (42)4.3.1实时音视频数据流 (42)4.3.2参数命令交互二， (44)5上位机软件设计 (48)5.1设计目标.........................................， (48)5.2主界面设计 (48)5.2.1框架结构 (49)5.2.2ActiveX控件调用 (50)5.2.3实时预览/手动录像面板 (50)5.3用户登陆界面设计 (54)5.3.1服务器列表操作 (55)5.3.2登陆/退出操作 (59)5.4本地设置界面设计.............................................， (62)5.4.1预设连接............................................八. (62)5.4.2语言选择 (65)5.4.3手动录像........................……，..........············……“5.4.4音频设置.........................................，.. (69)5.5参数管理界面设计 (70)5.5.1参数管理主界面 (70)5.5.2视频参数 (73)5.5.3报警参数.....................................................……”5.5.4录像参数....................................................， (79)5.5.5全局参数.........................................，.. (79)5.6PTz操作界面设计 (81)6结论............................................，二二，二，.....， (85)6.1设计总结 (85)夕 (86)参考文献 (87)第1章绪论表维护，登陆，本地参数设置，远程服务器参数设置，PTz操作控制等功能，实现了对下位机服务器各功能的调度和管理，基本能适应较为大型的监控系统中对各中复杂状况的处理要求。
经过长时间的运行测试，本次设计的上位机软件性能基本稳定，各功能运行正常，并且该设计方案已被台湾CTCU公司采纳投入到实际运用中。
1.2监控系统发展历史随着电视和摄像机的出现和普及，闭路监控系统应运而生，并逐步发展壮大起来。
在这短短的几十年的发展历程中，在新技术革命的不断冲击下，监控系统的发展大致经历了如下几个阶段[，]。
2.1一对一监视系统主，比为在闭路监控发展的最初阶段，产品多以摄像机与监视器(电视)一对一监视系统为连接方式是直接由视频电缆将摄像机与监视器一对一连接，摄像机与监视器的数量:1，几乎没有技术含量可言。
1.2.2控制电路系统然而在长期的实践中人们逐渐意识到，这种一对一的模式实在是一种监视器的极大浪费，于是为弥补这一不足，视频切换器应运而生。