TOP1 单片机智能视频监控体系电路规划
防侵入式智能监控体系
它是由红外传感器、监督器、中心操控器、记载设备及报警辅佐设备等几部分组成。当有物体进入被监控区域时红外传感器给操控体系相应的信号，操控体系对信号进行剖析并主动发动所对应的监督器，当操控体系得到视频信号时，体系操控记载设备进行记载，这样不光能够节约记载前言，并且能够更进一步进步数据质量，亦可下降便携设备的能耗。
红外信号处理电路规划
如图4所示，热释电红外传感器的额外作业电流 15mA，作业电压为2.2-15 V，由4个运放组成2级扩大和1个比较电路。辅以4个施密特触发器构成的延时电路，在本电路里用的7805供应1个安稳的电源。当给传感器的+Vss端施加安稳的5V电压时，只需有300-320K的黑体温度被检测届时，传感器的输出电压经过接连两级信号扩大，再由比较扩大器比较扩大，当到达一个设定的门限阈值时就输出一个有用的信号经过施密特触发器组成的延时电路，使履行机构动作。
USB视频数据收集体系接口电路规划
咱们选用PDIUSBD12芯片，这是一种价格便宜、功用完善的并行接口芯片，它支撑多路复用、非多路复用和 DMA并行传输。PDIUSBD12接口芯片遵照协议USB1.1，适宜于不同用处的传输类型。PDIUSBD12需求外接微操控器（MCU）来进行协议处理和数据交换，它对MCU没有特别要求，并且接口便利灵敏，因而规划师能够选用自己了解的MCU对芯片进行操控，也可运用Philips公司的固件结构来缩短开发时刻、下降危险、减小出资。
功用特色：PDIUSBD12除了具有USB设备的一般特性外，还具有如下特色：（1）是一种高功用的USB接口芯片，其内部集成有 SIE（Serial Interface Engine）、320字节的FIFO、收发器和电压调理器。（2）适用于大部分设备类规范。可与任何外部微操控器/微处理器完结高速并行接口，其速度可高达2Mbit/s。（3）可进行彻底独立的DMA操作。（4）主端点装备有双缓冲，因而可进步数据的吞吐量、减小数据传输时刻，轻松完结数据的实时传输。（5）当选用同步传输办法时，数据的传输速度为1Mbit/s;而选用批量传输办法的速度为1Mbyte/s。在运用上述办法进行数据传输时，可便利地运用多种中止办法。（6）带有可编程的时钟输出，与USB总线的衔接可经过软件来操控（Soft Connect TM）。（7）有两种作业电压可供挑选：别离为3.3±0.3V和3.6～5.5V。（8）输出和数据传输状况可经过USB衔接指示灯来监控。
红外传感信号处理模块规划
为了节约电能， 本终端选用红外传感器来检测监控区域有无人员进入， 只在有人员进入监控区域时， 终端才进入图画收集、处理、传输状况。本规划选用BISS0001芯片为热释电红外传感信号处理中心元件， 其运用电路如图2 所示。
图2 红外信号处理电路
图2 中，7805 为三端稳压集成电路， 为信号处理电路供应电源。BISS0001 芯片的第9 引脚为触发操控信号Vc的输入脚， 作业中应当确保输入电压， 能够经过调理电阻R3来到达意图。当有行人进入监控区域时， 热释电红外传感器PIR 将检测到的人体宣布的红外线转化为电信号， 并将其送到BISS0001内部， 信号经BISS0001 处理后由2 脚输出， 输出Vo为低电平到高电平的跳变。假如BISS0001 作业在有用状况不行重复触发的状况下（即图2 中S1 接低电平）， 高电平的继续时刻为Ts （Ts=49 152 R1C1）， 在Ts时刻段结束时，输出Vo立刻由高电平进入低电平并被封闭TI （TI =24R2C2 ） 时长； 关于有用状况可重复触发的状况来讲（ 即图2 中S1 接高电平）， 假如在前一Ts时刻段内， 输入的改动使得输出有用状况再次触发， 则Vo高电平信号将从此时算起再继续一个Tx时长， 之后才转化为低电平并进入封闭时刻TI。在封闭时刻内， 即便由于负载的切换而引进的搅扰也不会改动输出Vo的状况。本规划中让S1 接高电平， 红外传感信号处理电路的输出信号Vo作为DM642 的外部中止信号， 一起也作为TVP5150 芯片的节电办法输入操控信号， 如图2 所示。
图画收集模块规划
关于图画收集模块， 本规划选用TI 公司的TVP5150作为解码芯片。TVP5150 是一款超低功耗的解码芯片，正常操作时的功耗只要113 mW， 节电办法下功耗为1 mW， 并支撑PAL/NTSC/SECAM 等格局， 它能将摄像头所收集到的模仿图画信号转化为YUV4:2：2 格局的ITU-R BT.656 数字信号， 它能够接纳2 路复合视频信号（CVBS） 或1 路S -Video 信号， 经过I2C 总线设置内部寄存器， 能够挑选输出8 位4:2：2 的ITU-R BT.656 数字信号（ 同步信号内嵌）， 以及8 位4:2：2 的ITU-R BT.601 信号（同步信号别离， 独自引脚输出）。TVP5150 与DM642 的硬件衔接如图3 所示。
图3 TVP5150 与DM642 硬件衔接图
TVP5150 芯片的AIP1A 和AIP1B 为模仿信号的输入端， 该引脚需接0.1～1 μF 的滤波电容，HSYNC 为行同步信号的输出引脚。由于本规划选用了同步信号内嵌的ITU-R BT.656 格局， 所以该引脚未与DM642 相关引脚相衔接。PND 引脚为省电办法的操控信号输入端， 低电平有用， 与红外传感信号处理电路的输出信号Vo衔接，当监控区域无行人走动时，Vo为低电平， 这将使TVP5150 芯片进入省电办法。YOUT［6:0］ 为BT.656/YUV数据输出引脚，YOUT ［7］/I2CSEL 是BT.656/YUV 数据的第7 位， 也是I2C 接口设备地址设置位，TVP5150 设备地址由I2CSEL 引脚所接的上拉电阻或下拉电阻承认，I2CSEL 引脚的状况与设备地址映射联系如表1 所示，DM642 和TVP5150 应对过程中需求从片TVP5150 的地址。SCL、SDA 别离为I2C 接口的串行时钟和数据引脚，DM642 对TVP5150 内部寄存器的拜访经过I2C 总线完结。DM642 芯片的VP0D ［19:0］ 为视频口VP0 的数据总线引脚， 其间VP0D ［8:2］ 与多通道串行口McBSP0 引脚复用， 为了将VP0D ［8:2］ 装备为VP0 的低位数据引脚，需求把PERCFG 寄存器中的VP0EN 方位1。VP0CLK0 为外部像素时钟输入引脚， 与视频解码芯片TVP5150 的像素时钟输出引脚PCLK/SCLK 衔接。
TOP2 依据DSP的视频监控体系硬件电路规划
现在视频监控广泛运用于安防监控、工业监控和交通监控等范畴。视频监控体系大致阅历3个阶段：首先是依据模仿信号的电视监控体系，其功用单一、易受搅扰且不易扩展；随后呈现依据PC机的图画监控体系，其终端功用较强．但价格昂贵，安稳性差；近年来，跟着嵌入式技能老练，嵌入式视频收集处理体系具有牢靠性高、速度快、本钱低、体积小、功耗低、环境习惯性强等长处。
视频信号处理电路
本规划选用SONY公司专用信号处理器材CXD3142R作为信号处理器。CXD3142R是专用于对Ye，Cv，Mg和G补色单片CCD输出信号进行处理的低功耗、高功率的信号处理器；具有主动曝光和主动白平衡功用，可一起输出复合视频信号和YUV 8位数字信号输出。内部集成9位A／D转化器同步信号发生电路、外部同步电路和时钟操控电路。此外，CXD3142R还具有串口通讯功用，用户可在PC机中预先设定好DSP中的寄存器值，经过串口下载到DSP，并对图画信号进行主动曝光和主动白平衡等处理。图2为视频信号处理模块电路衔接图。
图 2中，H1，H2，XVl，XV2，XV3，XV4是CCD图画传感器的时序驱动信号，EEPROM用来存储DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV 数字信号。其具体作业流程：将CCD图画传感器收集的模仿信号经CXA2096N进行相关预处理后，相应数字信号经VIN引脚传给 DSP（CXD3142），DSP接纳数字信号后，运用其内部AE／AWB检测电路、同步信号发生电路、外同步电路以及相关算法对其进行相关处理，处理完结后内行（H引脚）、场（V引脚）信号及时钟信号（PCLK）的操控下将8位数字信号经过D0~D7引脚传给FPGA模块进行相关处理。经过引脚SCK、 SI、SO、XCS串口通讯，经过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部EEPROM通讯，完结DSP相关的初始化。此外，IO引脚输出经DSP处理过的复合视频信号，经过相关接口直接在CRT显现器上显现图画处理结果。
外围接口模块规划
本规划支撑RS-232C串口通讯。但该串口通讯需把3．3 V逻辑电平转化成RS-232C规范电平。因而选用SP3232E系列器材完结电平转化。SP3232E可从+3．0～+5．5 V的电源电压发生2Vce的RS-232C电压电平。该系列适用于+3．3 V体系。SP3232E器材的驱动器满载时典型数据速率为235 kb／s。图4为体系规划的接口电路图。
需求留意的是，由于选用SP3232E器材，其驱动才能有限，该接口电路只适用于近间隔传输。假如要进行远间隔传输，则有必要加强信号传输才能。
智能视频监控信号收集电路模块规划
矩阵切换器电路规划
本体系规划的是容量为32路音视频的监控，为简化规划，及调试、装置、晋级等的便利，32路音视频不在一块PCB板上处理，而是分红4块子板，每块子板处 N8路音视频，完结8路音视频通道的8选1输出功用，即4块子板组成一个矩阵切换器，在同一时刻完结32选4输出功用。每块子板的电路图如图3所示。
语音信号收集与处理电路规划
由于要收集教室各个方位（一般在20～50m2规模内）的语音信号，运用一般的话筒扩大电路明显达不到要求。本体系选用对数扩大电路进行语音扩大，比较明晰地收集到了50m2规模内各个方位的语音信号。规划的对数扩大电路如图5所示。IC2为运算扩大器，体系选用LM358完结二级运算扩大。
运用传感技能和电子技能体系规划思路简略、本钱低价、便利有用。对进步学生自主学习的自觉性，监控自主学习设备和软件渠道运转状况，防止人为损坏形成的不必要丢失，进步设备运转的安稳性和牢靠性等起到了十分重要的效果。
欲了解更多视频监控相关处理计划与电路图规划，可重视本站荣誉出品的Designs of week栏目：
TOP3 智能视频监控体系以太网电路规划
视频监控体系以其直观、便利等特色，一向运用于许多场合。跟着嵌入式体系和通讯技能的快速开展，传统的依据模仿信号的监控办法己经不能满意日益增长的市场需求。本文在深入研究ARM体系结构、Linux软件结构、视频服务器之上，将依据ARM的嵌入式开发办法与网络技能相结合，完结了依据 S3C2440和嵌入式 Linux的长途图画监控体系。
以太网电路模块规划
依据以太网的网络衔接最典型的运用办法是Ehernet和TCP/IP的组合，它的底一层是以太网，网络层和传输层选用世界公认的规范TCP/IP协议。本体系中选用的是Crystal公司的CS8900，该芯片是一款单口的10/ 100Mbps快速以太网物理层接口芯片［8］。它与S3C2440的接口电路如图所示。
简易智能视频监控切换器电路规划
电路原理：电路的中心是一块视频切换电路MAX454。它具有质量杰出的输出图画和很低的相位失真特色。电路内部包含4路视频输入（IN0~IN3）和一个低输入阻抗的线路扩大、驱动器，两个地址输入（A0、A1），一个视频输出和两个电源端子。监控镜头经过J1-J4与切换器视频输入端相联。75Ω电阻构成输入的终端电阻。内部扩大器的增益由接在IC1的13脚的反应网络设置。反应网络由R5-R8和C3构成。其增益设置为2是为了补偿在终端电阻R9（75Ω）上的耗费。最终在输出端J5的增益为1。由于电路用于处理高频的视频信号，咱们在制造时应留意必需求选用印刷电路板，请特别留意在信号端子周围需用接地铜箔维护，防止引进噪声和串扰。在装置元器材时，主张先焊装电阻和二极管，然后用前面的零件剪下来的引线用做两根跳线。之后是S1和IC2、IC3的插座，可是 IC1不要运用插座。在这之后是 Q1~Q4及电容和LED1。最终将IC1直接焊接在电路板上，并尽或许缩短接脚引线以有利于信号传输。它选用视频切换专用集成电路，能够将两、三或四个镜头的监控画面顺次显现在一个监督器上。切换镜头的数量由电路板上的DIP开关设定。在主动办法下，镜头的切换速度可由面板上的旋扭从1到20秒之间调整。手动办法时，可将一路监控镜头画面固定在监督器上，并可经过手动触发开关来逐一操控切换监控镜头。 电源部分由T1、IC4、IC5和D5、D6及C6~C9构成±5伏电源。
依据视频监控体系图画传感器接口电路模块规划
电路原理：OV9650 与处理器的接口包含SCCB接口、数据输出接口和操控接口等3 部分。SCCB 接口起到传递处理器供应的初始化OV9650内部寄存器参数的效果， 其数据线SIOD 和时钟线SI-OC， 相当于I2C 总线中的SDA 与SCL。也便是说， SC-CB 起到I2C 总线的效果。OV9650 是I2C 总线的从器材， S3C2440 是对应的主器材。I2 C 总线选用串行办法从高位到低位传输字节数据， 每个字节传输完后， 主操控器将SDA 置为高电平并开释， 等候从设备发送承认信号。OV9650 内嵌了一个10 位A/ D 转化器， 对应有10 个数据输出口D［ 0： 9］ 。输出图画数据的格局能够为10 位原始RAW， RGB 或经过内部DSP 转化的8 位RGB/ YCbCr。本体系挑选的微处理器芯片S3C2440的CAM IF 单元支撑8 位的YU V/ YCbCr 格局， 故需将OV9650 的数据接口D［ 9： 2］ 与CAM IF 的数据口CAMDAT A［ 7： 0］ 相衔接。OV9650 的XVCLK 用于接纳CPU 输出的24 MHz 的作业时钟。OV9650 内部发生的帧同步信号VSYNC、行同步信号HREF、像素时钟信号PCLK 等3 个时钟信号传入ARM 芯片中， 用于操控图画收集。每一个VSYN C 脉冲表明一帧图画数据收集的开端， HREF 的高电平则表明收集一行图画数据， 图画传感器按从左到右的次序在每个PCLK脉冲过程中顺次收集一个字节的数据， 直到一帧图画数据悉数收集完结。摄像头运用的是CAM130 模块， 其间的图画传感器为OV9650， 该部分原理图及接口电路如图2 所示。
图2 CAM130 模块原理图及OV9650 接口电路
TOP4 智能视频监控终端电路模块规划
红外传感信号处理电路模块规划
本终端选用红外传感器来检测监控区域有无人员进入， 只在有人员进入监控区域时， 终端才进入图画收集、处理、传输状况。本规划选用BISS0001芯片为热释电红外传感信号处理中心元件， 其运用电路如图2 所示。
图2 红外信号处理电路
图2 中，7805 为三端稳压集成电路， 为信号处理电路供应电源。BISS0001 芯片的第9 引脚为触发操控信号Vc的输入脚， 作业中应当确保输入电压， 能够经过调理电阻R3来到达意图。当有行人进入监控区域时， 热释电红外传感器PIR 将检测到的人体宣布的红外线转化为电信号， 并将其送到BISS0001内部， 信号经BISS0001 处理后由2 脚输出， 输出Vo为低电平到高电平的跳变。假如BISS0001 作业在有用状况不行重复触发的状况下， 高电平的继续时刻为Ts （Ts=49 152 R1C1）， 在Ts时刻段结束时，输出Vo立刻由高电平进入低电平并被封闭Ti （Ti =24R2C2 ） 时长； 关于有用状况可重复触发的状况来讲（ 即图2 中S1 接高电平）， 假如在前一Ts时刻段内， 输入的改动使得输出有用状况再次触发， 则Vo高电平信号将从此时算起再继续一个Tx时长， 之后才转化为低电平并进入封闭时刻Ti。在封闭时刻内， 即便由于负载的切换而引进的搅扰也不会改动输出Vo的状况。本规划中让S1 接高电平， 红外传感信号处理电路的输出信号Vo作为DM642 的外部中止信号， 将Vo与DM642 的GP［5:4］衔接， 一起也作为TVP5150 芯片的节电办法输入操控信号。
图画收集电路模块规划
关于图画收集模块， 选用TI 公司的TVP5150作为解码芯片。TVP5150 是一款超低功耗的解码芯片，正常操作时的功耗只要113 mW， 节电办法下功耗为1 mW， 并支撑PAL/NTSC/SECAM 等格局， 它能将摄像头所收集到的模仿图画信号转化为YUV4:2：2 格局的ITU-R BT.656 数字信号， 它能够接纳2 路复合视频信号 或1 路S -Video 信号， 经过I2C 总线设置内部寄存器， 能够挑选输出8 位4:2：2 的ITU-R BT.656 数字信号， 以及8 位4:2：2 的ITU-R BT.601 信号（同步信号别离， 独自引脚输出）。TVP5150 与DM642 的硬件衔接如图所示。
图3 TVP5150 与DM642 硬件衔接图
TVP5150 芯片的AIP1A 和AIP1B 为模仿信号的输入端， 该引脚需接0.1～1 μF 的滤波电容，HSYNC 为行同步信号的输出引脚。由于本规划选用了同步信号内嵌的ITU-R BT.656 格局， 所以该引脚未与DM642 相关引脚相衔接。PND 引脚为省电办法的操控信号输入端， 低电平有用， 与红外传感信号处理电路的输出信号Vo衔接，当监控区域无行人走动时，Vo为低电平， 这将使TVP5150 芯片进入省电办法。YOUT［6:0］ 为BT.656/YUV数据输出引脚，YOUT ［7］/I2CSEL 是BT.656/YUV 数据的第7 位， 也是I2C 接口设备地址设置位，TVP5150 设备地址由I2CSEL 引脚所接的上拉电阻或下拉电阻承认，I2CSEL 引脚的状况与设备地址映射联系，DM642 和TVP5150 应对过程中需求从片TVP5150 的地址。SCL、SDA 别离为I2C 接口的串行时钟和数据引脚，DM642 对TVP5150 内部寄存器的拜访经过I2C 总线完结。DM642 芯片的VP0D ［19:0］ 为视频口VP0 的数据总线引脚， 其间VP0D ［8:2］ 与多通道串行口McBSP0 引脚复用， 为了将VP0D ［8:2］ 装备为VP0 的低位数据引脚，需求把PERCFG 寄存器中的VP0EN 方位1。VP0CLK0 为外部像素时钟输入引脚， 与视频解码芯片TVP5150 的像素时钟输出引脚PCLK/SCLK 衔接。
依据DSP的智能视频监控图画处理电路模块规划
本监控体系选用一片TI的TPS3307-33D作为电源检测IC。该器材界说在其供电1.1V时其 /Reset即可输出有用的信号。如图4所示，在本体系中，该电路能够完结对5V、3.3V和1.8V三种供电电压的监测，并能够对体系的三种器材（C6211、EPLD和 AT89C2051）一起进行上电复位和手艺复位。
图4 TPS3307电源监控电路
其间+3.3V是TMS320C6211的I/O接口所需的电压，这是DSP外围接口电压，有必要能够坚持安稳、继续供电。其外接的SDRAM和 FLASH ROM都是3.3V器材，若电压不稳，这些器材无法安稳作业，简单导致损耗乃至焚毁这些器材。+1.8V供电是为了满意TMS320C6211的CPU中心作业电压需求。关于TMS320C6211来说，其作业频率为150MHz，对电压的改动十分灵敏。电压过高会使器材损害，电压过低芯片会主动复位。
TOP5 依据TMS320DM643的视频监控体系电路模块规划
视频编、解码电路模块规划
视频解码模块的首要功用是将从摄像头收集来的PAL/NTSC复合视频信号进行采样、量化得到恣意分辨率的数字信号，为DM643供应视频流。视频解码器选用的是TI公司的TVP5150视频解码芯片。该芯片是一个高功用数字视频解码器，能够将NTSC/PAL制模仿视频信号转化成BT.656格局的规范数字视频信号。下面是视频解码的滤波部分电路图：
图2 滤波电路图
视频解码器TVP5150视频信号输入规模为0.75Vpp，而外部视频信号输入规模一般为1Vpp，所以外部视频输入与TVP5150视频输入之间串接到地分压电阻网络，以到达TVP5150所需的输入电平。DM643支撑规范的BT.656格局的数字视频数据流的输入格局，能与TVP5150的视频数据流进行无缝衔接。
串行通讯电路模块规划
该模块完结的功用是DSP芯片经过异步串行总线RS-485向机械操控电路（云台）发送指令，完结摄像头的主动盯梢。该体系选用的是TL16C752通用异步收发器UART，它选用8位异步并行存储器接口，并选用+3.3V电源供电，能够与DM643的外部存储器接口（EMIF）直接衔接。
图4 串口衔接图
一种3G移动视频监控体系电源电路模块规划
体系电源分为+5V、+3.3V、+1.8V、+1.2V 四种，体系主供电电源为+5V，其他均由+5V 电源供应。因而，选用一片TPS75003 和一片TPS62040 完结体系四种电源的转化。规划用TPS75003 的SW1 引脚经过SI2323 续流整形后输出1.2V 电压用于DM6446 内核供电，IS1 引脚衔接参阅电压，FB1 引脚接输出1.2V 电压作为反应，SW2 引脚输出3.3V 电压用于DM6446 外设接口供电。TPS62040 的SW1 和SW2 引脚短接后输出1.8V 电压用于DM6446 存储器接口供电，FB 引脚衔接1.8V 作为反应输入。这样，用一片TPS75003 和TPS62040 电源办理芯片就能够满意本体系供电。TPS75003 和TPS62040电源转化电路如图2 所示。
图2 TPS75003 和TPS62040 电源转化电路图
TOP6 依据Internet的智能视频长途监控体系电路模块规划
在ARM9和ARM11后的便是当下最抢手的ARM- Cortex内核，该内核是ARM公司最新的内核，增加了许多的中止操控器，内核功率更高，单位履行代码功率也更高，Cortex系列分为三个子系列有A 系列，R系列，M系列。A系列首要面向运用类的，愈加高端，主频也更快等长处；R系列首要面向于实时操控，首要有呼应特别快等长处；而M系列首要面向微操控器，特色是低功耗，低本钱，适宜低端操控场合。
主控电路选用TI公司的Stellaris系列的LM3S8962，由于咱们考虑了是自己制板，因而咱们的MCU做成了最小体系板，主控芯片的电路如下。
图4-1 主控芯片
摄像头电路规划
本课题所选用的摄像头是数字接口的，因而接线很简略，八根数据线与摄像头的灰度图画输出信号，MCU直接经过GPIO口来读取数据。行中止和场中止的信号线需求加电容和电阻滤波，不然或许引起中止不安稳。
图4-2 摄像头接口电路
热敏电阻传感器电路规划
热敏电阻一般分为正温文负温两种，依据其灵敏度不同，选用适宜的热敏电阻在适宜的场合运用，假如需求精度很高的话能够选用PT-100铂电阻，需求电桥电路合作信号处理，并且需求非线性校对，而咱们的计划是的同工电阻分压经过AD来收集数据，进行简易的处理之后就能够经过上位机显现。
图4-4 温度传感器电路
时钟电路规划
时钟电路选用外部的DS1302电路，由于ARM内部也集成了RTC，因而本体系中能够运用两套时钟，该时钟有外部钮扣电池供电，不会由于体系掉电而中止运转，时钟芯片与主芯片经过串行通讯进行装备和传输数据，运用很便利。
图4-5 时钟模块
TOP7 依据89C51单片机的智能视频监控体系操控电路规划
体系硬件电路规划
本体系选用89C51单片机与PC键盘接口相连，图2给出了体系硬件电路原理。其间P3.0和P3.1别离与主机键盘接口的时钟线CLK和数据线 DATA相连，P2口与4×4键盘矩阵相连，P0口经过驱动后与输入输出报警设备相衔接。为确保键盘牢靠作业，体系装备了看门狗电路MAX813L，别的，体系还装备了蜂鸣器，每次按键均有声响提示。
图2 体系硬件电路原理
两种智能视频监控体系中矩阵切换电路规划
介绍了两种依据不同芯片组合的矩阵切换-字符叠加体系，包含这两种完结计划的元件构成、结构结构、作业原理和它们各自的特色及运用规模。当体系视、音频信号的输入、输出通道不是许多，特别在输出通道较少且不需求汉字字符叠加的状况下，该文豪以取得较高的性价比。
电路原理：在规划中，输入8路视频信号经过标题、时刻叠加后送去录像，一起送往矩阵切换电路选出一路进行监督。监督时可选用主动守时切换或手动切换。计了较多的面板按键。一起8路叠加芯片的片选线、数据线、CLK线以及切换模块CC4051的地址线也较多，然后形成89C52单片机的 I/O口比较严重。为了处理这个问题，采取了三种办法：（1）运用移位寄存器，用CPU串口扩展I/O口来操控面板按键；（2）视、音频信号切换和音量切换的6根地址线均从P1口引出，一起8路叠加芯片共用数据线、CLK线，这两根线也从P1口引出；（3）CPU的P0口蚋射为总线办法，操控时钟芯片 DS12887。一起P2口映射为I/O口办法，操控8路叠加芯片的片选信号。在设置存储体系的信息时，若信息量不是许多，能够不过扩RAM，而将设置信息保存在时钟芯片DS12887中，其内部含有114个字节不蒸发的RAM。别的在设置标题、时刻等信息时，采有了菜单界面办法，一起运用叠加芯片 μPD6450供应的内部五颜六色视频信号，既漂亮也便运用户操作。
大容量、汉字字符叠加体系电路规划
电路原理：当体系视、音频信号的输入、输出通道数较多，且需求进行汉字字符叠加时能够选用该计划。在规划中，48路输入视频信号经过矩阵切换后输出12路信号，然后送往字符叠加模块进行汉字标题和时刻的叠加，最终送往12路监督器。整个体系分为三个模块，操控模块、矩阵切换模块和字符叠加模块。下面介绍各模块首要元件的构成。
元件构成操控模块
TOP8 依据DSP+FPGA多视频监控的收集电路模块
视频收集电路模块规划
AD9203是ADI公司出品的一款单通道、低电压的高速A／D转化器，采样速率可达40 Ms／s。其精度安稳牢靠，在全采样带宽规模内，一直根本坚持着10位的精度；在40 Ms／s的采样速率下，ENOB（有用位数）依然到达9．55位，差分非线性度±0．25 LSB，信噪比和失真度坚持在59 dB左右。AD9203的作业电压比较灵敏，答应住2．7～3．6 V规模内变化，特别适宜于便携式设备在低电压下的高速操作。在3 V的供电下，40 Ms／s全速作业时，功耗只要74 mW；在5 Ms／s时，功耗将会降到17 mW，在待机办法下，功耗只要0．65 mW。关于输入信号的峰峰值，一般设置为1 Vp-p或许2 Vp-p。别的，AD9203答应外部电压参阅，能够依据规划需求，在1～2 V间灵敏地设置输入信号的峰峰值。
图2 AD9203的电路运用原理图
依据ARM9的长途无线智能视频监控电路规划
图画采样接口电路规划
S3C2440的摄像头接口支撑ITU-R BT.601/656 YCbCr8比特规范的图画数据输入，最大可采样4096×4096像素的图画。摄像头接口能够有两种办法与DMA操控器进行数据传输：一种是P端口办法，把从摄像头接口采样到的图画数据转为RGB数据，并在DMA操控下传输到SDRAM;另一种是C端口办法，把图画数据依照YCbCr4:2：0或 4:2：2的格局传输到SDRAM。上述两种作业办法都答应设置一个编排窗口，只要进入这个窗口的图画数据才能够传输到SDRAM。S3C2440的摄像机接口接纳ITU规范的图画数据，不能直接接纳CCD摄像机输出的模仿视频信号，因而还需求1片SAA7113视频解码芯片。
SAA7113 的CE 引脚与S3C2440 的一个GPIO 引脚相连，这样能够操控SAA7113的作业状况。当无须收集图画时，将该GPIO口输出低电平，使SAA7113芯片处于低功耗状况，节约电能的耗费。对照图2和图3能够看出，SAA7113芯片便是图2的“外部图画传感器”。它向嵌入式体系的摄像机接口供应了采样到的规范ITU视频数据。这些数据经过 DMA的P端口或C端口操控传输到了内存，这样就能够在内存中对图画数据作进一步的加工处理。
摄像机云台操控电路规划
摄像机的云台操控接口选用RS485通讯办法。因S3C2440内部只要RS232的操控器，为此运用MAX485芯片规划了一个RS232到RS485的转化接口。该电路原理如图4所示。
长途图画无线监控体系在高压输电线路的覆冰监测中得到了成功的运用。在野外全天候环境下，当令准确地监测高压输电线路覆冰厚度，一起宣布预警处理信息，然后有用地防止了断缆事端的发生。长途图画监控技能是跟着计算机技能、数字通讯技能、网络技能、主动操控技能以及LSI、VLSI%&&&&&%的开展而开展的，而依据ARM9嵌入式处理器的本体系正是这些技能学科彼此穿插和交融开展的集中表现。实践证明，ARM9处理器的低功耗、高功用和多功用的特性满意了长途图画监控的许多特别需求，是完结长途图画监控的很好挑选。
TOP9 依据CC2530的无线路灯节能智能监控体系电路规划
ZigBee 新一代SoC 芯片CC2530 是TI 公司推出的用于嵌入式运用的片上体系，是运用IEEE 802.15.4 规范、ZigBee 和ZigBee RF4CE 的一个片上体系处理计划。CC2530 内部已集成了一个8051 微处理器与高功用的RF 收发器。CC2530 能够以十分低的总资料本钱树立强壮的网络节点， 具有较大的快闪记忆体， 其存储容量多达256 B， 它是抱负的ZigBee 专业运用芯片; 支撑新RemoTI 的ZigBee RF4CE， 这是业界首款契合ZigBeeRF4CE 兼容的协议栈。此外，CC2530 具有不同的运转办法， 使得它特别习惯超低功耗要求的体系， 运转办法之间的转化时刻短， 进一步确保了低能源耗费。图3 为CC2530 外围电路规划。图 中的D3 倒F 天线是单端天线， 也便对错平衡天线， 所以需求用%&&&&&%、电感组成一个非平衡变压器（BALUN） ， 如图 中的虚线框图， 来满意RF 输入/输出匹配的要求。
图3 CC2530 外围电路
PCB 天线规划难度较大， 一般还需求仿真东西的支撑， 但TI 公司现已把倒F 型PCB 天线规划的标准发布了。关于终端设备的规划来说，PCB 天线不失为一种较经济的挑选， 由于其通讯间隔能够满意本体系的要求。路灯节点规划选用光敏电阻传感器检测的办法收集路灯状况信息并经过无线传回主控中心（ 和谐器）， 一起经主控中心处理后， 将相应的操控指令发送至指定的路灯节点。和谐器的规划是依据电子时钟发生的准确时刻和光敏电阻收集外界光线的强弱来操控整个网络的路灯。鄙人深夜选用隔柱亮灯（开部分灯） 的办法下降电能耗费; 在大白天， 选用关悉数路灯的办法， 假如气候忽然转阴， 体系就会主动翻开部分路灯， 满意人们照明要求; 黄昏时分， 用光敏传感器收集的光线强弱来判别是否需求开关灯， 做到及时开关灯。依据以上的操控完结智能和节能操控。表1 所示的为和谐器主操控路灯的状况（ 此表要依据城市的实际状况拟定）。
视频信号挑选电路的规划
体系外部前端设备摄像机录入各个门禁场所视频，经过视频传输线路传到主机操控体系的视频信号挑选电路视频信号。挑选电路具有四路视频输入、四路视频输出，一个公共视频端输出。一方面视频信号经过MAX4090进行阻抗匹配后从四路视频输出，供办理人员检查门禁的现场活动状况，一起在公共视频端不只能够输出一路视频，并且能够经过视频处理板对视频信息进行存储并经过网络传输视频信息；输出的视频信号经过FPGA的操控转化为可视信号并存储到PC中，一起 FPGA能够不断检测视频警报信号量来触发报警信号。
如图2所示为只要1路输入，1路输出并带有一路公共视频的电路图作为视频挑选电路体系的解说暗示，J1为视频信号输入端，J5，J9为视频信号输出端.CON2为短路跳线对相应的通道进行连通与断开。当CON2断开时，相应的通道连通，视频信号从左面输入，经过匹配后从右边输出；当CON2连通时，则视频信号输入后不能经过匹配处理而直接输出。然后利MAX4090用进行阻抗匹配进行多路视频的挑选输出。该电路运用了沟通耦合输出办法。从技能特征动身，将视频信号输出到媒体显现设备的最遍及办法是沟通耦合，这使得接纳电路能够在自己的输入端树立共模电平，该电平独立于输入视频信号的直流电平。一个 75欧的串联电阻应该尽或许近地放在接近输出端的方位，这有助于阻隔从输出端发生的下行寄生搅扰，并供应最佳的信号条件。
USB接口电路的规划
为了便利的运用USB摄像头及USB的数据下载通道，体系总需求规划USB接口电路。
USB电路如图3所示，USB功用选用常见的CH375芯片作为USB托言操控芯片。CH375是一个USB总线的通用托言芯片，支撑USB-HOST 主机办法和USB-DEV%&&&&&%E/SLAVE设备办法。 在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选操控线以及中止输出，能够便利地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等操控器的体系总线上。在 USB主机办法下，CH375 还供应了串行通讯办法，经过串行输入、串行输出和中止输出与单片机/DSP/MCU/MPU等相衔接。CH375有串口和并口两种与单片机的衔接办法，在本体系中，CH375 芯片是经过并行办法衔接到副操控芯片的，CH375的 TXD引脚经过1千欧左右的下拉电阻接地或许直接接地，然后使CH375作业于并口办法。这种并行衔接办法极大的进步了数据的传输速率。
TOP10 FPGA的EPROM及单片机存储电路规划
体系中运用了AT24C512EEPROM器材作为首要存储芯片，它的存储容量为512K及单片机对AT24C51系列E2PROM的读写操作彻底恪守 12C总线的主收从发和主发从收的规矩。数据的传送由四部分组成：开端（START）条件、从机地址的发送、数据的传送和中止（STOP）条件。每一个时钟高电平中期间传送一位数据，并且在SCL线为高电平时SDA线上的数据有必要坚持安稳，不然将认为是一个操控信号。这样规划的长处表现在其简略性和有用性上。
如图4所示电路，一般A0、A1、WP接VCC或GND，SCL、SDA接上拉电阻（上拉电阻的阻值可参阅有关数据手册挑选，一般可选5K到10K的电阻，本规划中选用的电阻阻值为10K）后再接单片机的一般I/O口，即可完结单片机对AT24C512的操作。在对AT24C512开端操作前，需求先发一个8位的地址字来挑选芯片以进行读写。其间要留意“10100”为AT24C512固定的前5位二进制；A0、A1 用于对多个AT24C512加以区别；R/W为读写操作位，为1时表明读操作，为0时表明写操作。AT24C512内部有512页，每一页为128字节，任一单元的地址为
16位，地址规模为0000—0FFFFH。尽管FPGA芯片和单片机都有EEPROM读写的功用，但并不是说它们具有各自独立的EEPROM芯片，而是两片单片机一起复用EEPROM芯片。假如两个芯片一起读写EEPROM芯片，则单片机肯定会发生死机现象，因而需求一个严厉的机制确保不会呈现两片单片机一起读或许写EPROM芯片的现象。该机制称为EPROM复用联系，即选用一个握手信号和谐两者的运用。
在视频挑选电路中选用了沟通耦合技能，这样规划有利于坚持高明晰视频信号的传输。一起运用FPGA作为中心操控部分的，选用了并行的两块单片机做为副控芯片，一块用于USB接口的数据操控与传输，别的一块用于其它接口操作和外部存储操控，既了和谐视频信号的实时监控与传输，又能够确保FPGA的处理不受到外部电路的影响，大大进步了体系的作业功率。
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