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基于DSP的视频监控电路 - 智能视频监控电路设计图集锦
目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段:首先是基于模拟信号的电视监控系统,其功能单一、易受干扰且不易扩展;随后出现基于PC机的图像监控系统,其终端功能较强.但价格昂贵,稳定性差;近年来,随着嵌入式技术成熟,嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。
视频信号处理电路
本设计采用SONY公司专用信号处理器件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、高效率的信号处理器;具有自动曝光和自动白平衡功能,可同时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转换器同步信号产生电路、外部同步电路和时钟控制电路。此外,CXD3142R还具有串口通信功能,用户可在PC机中预先设定好DSP中的寄存器值,通过串口下载到DSP,并对图像信号进行自动曝光和自动白平衡等处理。图2为视频信号处理模块电路连接图。
图 2中,H1,H2,XVl,XV2,XV3,XV4是CCD图像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。其具体工作流程:将CCD图像传感器采集的模拟信号经CXA2096N进行相关预处理后,相应数字信号经VIN引脚传给 DSP(CXD3142),DSP接收数字信号后,利用其内部AE/AWB检测电路、同步信号产生电路、外同步电路以及相关算法对其进行相关处理,处理完成后在行(H引脚)、场(V引脚)信号及时钟信号(PCLK)的控制下将8位数字信号经过D0~D7引脚传给FPGA模块进行相关处理。通过引脚SCK、 SI、SO、XCS串口通信,通过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部EEPROM通信,实现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,通过相关接口直接在CRT显示器上显示图像处理结果。
外围接口模块设计
本设计支持RS-232C串口通信。但该串口通信需把3.3 V逻辑电平转化成RS-232C标准电平。因此采用SP3232E系列器件完成电平转换。SP3232E可从+3.0~+5.5 V的电源电压产生2Vce的RS-232C电压电平。该系列适用于+3.3 V系统。SP3232E器件的驱动器满载时典型数据速率为235 kb/s。图4为系统设计的接口电路图。
需要注意的是,由于采用SP3232E器件,其驱动能力有限,该接口电路只适用于近距离传输。如果要进行远距离传输,则必须加强信号传输能力。
智能视频监控信号采集电路模块设计
矩阵切换器电路设计
本系统设计的是容量为32路音视频的监控,为简化设计,及调试、安装、升级等的方便,32路音视频不在一块PCB板上处理,而是分成4块子板,每块子板处 N8路音视频,实现8路音视频通道的8选1输出功能,即4块子板组成一个矩阵切换器,在同一时间实现32选4输出功能。每块子板的电路图如图3所示。
语音信号采集与处理电路设计
因为要采集教室各个位置(一般在20~50m2范围内)的语音信号,使用普通的话筒放大电路显然达不到要求。本系统采用对数放大电路进行语音放大,比较清晰地采集到了50m2范围内各个位置的语音信号。设计的对数放大电路如图5所示。IC2为运算放大器,系统选用LM358实现二级运算放大。
利用传感技术和电子技术系统设计思路简单、成本低廉、方便实用。对提高学生自主学习的自觉性,监控自主学习设备和软件平台运行情况,防止人为破坏造成的不必要损失,提高设备运行的稳定性和可靠性等起到了非常重要的作用。
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