節(jié)能型視頻監(jiān)控終端的設(shè)計
摘要: 設(shè)計了一種節(jié)能型視頻監(jiān)控終端。該終端以TMS320DM642 芯片為核心,在攝像頭、圖像解碼芯片TVP5150、紅外傳感器等外圍芯片的協(xié)助下, 能有效監(jiān)控區(qū)域人員出入情況, 并僅在有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時才開始視頻圖像的采集、處理、傳輸?shù)龋冗_(dá)到了監(jiān)控目的,又節(jié)約了部分電能。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/160089.htm視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越多地走進(jìn)人們的生活, 系統(tǒng)節(jié)能也是電子系統(tǒng)必須考慮的一個重要參數(shù)。對一個少有人出入的場合, 采用不間斷的實時監(jiān)控不僅沒有必要,也會浪費很多的電能。針對這種情況, 本文設(shè)計了一個無人值守的智能監(jiān)控終端。在沒有人進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時,監(jiān)控終端處于低能耗的休眠狀態(tài); 當(dāng)紅外傳感器檢測到有人進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時, 終端被喚醒并開始攝像, 同時將處理后的視頻信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心, 為中心值班人員提供判斷依據(jù)。對于出入人員較少的場合, 利用該監(jiān)控終端可以有效減少系統(tǒng)能耗, 減少傳輸、保存的數(shù)據(jù)量, 而且不會錯過監(jiān)控對象。
1 終端工作原理及總體框圖
終端的總體框圖如圖1 所示, 在沒有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)時, 系統(tǒng)處于休眠、節(jié)能狀態(tài), 當(dāng)紅外傳感器檢測到有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時, 產(chǎn)生外部中斷, 中央處理器TMS320DM642 在接收到外部中斷時立即啟動各模塊進(jìn)行圖像的采集、處理、傳輸?shù)取?/p>
圖1 終端原理框圖
2 終端系統(tǒng)設(shè)計
2.1 中央處理器的選擇
由于終端要處理的數(shù)據(jù)量大, 實時性強(qiáng), 所以采用多媒體處理芯片TMS320DM642( 以下簡稱為DM642) 。該芯片是TI 公司C6000 系列DSP 中較新的32 位定點DSP , 工作頻率由內(nèi)部倍頻器設(shè)置, 可以達(dá)500 MHz 、600 MHz 或720 MHz , 每秒可執(zhí)行指令數(shù)4 000 、4 800 、5 760 MIPS 。DM642 采用TI 公司第2 代增強(qiáng)型超長指令集, 它的EMIFA 接口數(shù)據(jù)總線寬度為64 位, 最高存取頻率133 MHz , 可直接與大容量、低成本的SDRAM 芯片無縫連接。DM642 帶有3 個雙通道(A,B 兩通道)數(shù)字視頻口, 可同時處理多路數(shù)字視頻流。DM642 擁有I2C 接口, 可以與外部I2C 設(shè)備通信, 用來配置外部I2C 設(shè)備的寄存器,DM642 的網(wǎng)口(EMAC 接口) 、PCI 口和HPI 口共享引腳。因其處理性能強(qiáng), 外圍接口多而靈活, 在機(jī)器視覺、醫(yī)學(xué)成像、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、數(shù)字廣播等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
2.2 紅外傳感信號處理模塊的設(shè)計
為了節(jié)約電能, 本終端采用紅外傳感器來檢測監(jiān)控區(qū)域有無人員進(jìn)入, 只在有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時, 終端才進(jìn)入圖像采集、處理、傳輸狀態(tài)。本設(shè)計采用BISS0001芯片為熱釋電紅外傳感信號處理核心元件, 其應(yīng)用電路如圖2 所示。
圖2 紅外信號處理電路
圖2 中,7805 為三端穩(wěn)壓集成電路, 為信號處理電路提供電源。BISS0001 芯片的第9 引腳為觸發(fā)控制信號Vc的輸入腳, 工作中應(yīng)當(dāng)保證輸入電壓Vc>VR ( 通常:VR=0.2VCC), 可以通過調(diào)節(jié)電阻R3來達(dá)到目的。當(dāng)有行人進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域時, 熱釋電紅外傳感器PIR 將檢測到的人體發(fā)出的紅外線轉(zhuǎn)化為電信號, 并將其送到BISS0001內(nèi)部, 信號經(jīng)BISS0001 處理后由2 腳輸出, 輸出Vo為低電平到高電平的跳變。如果BISS0001 工作在有效狀態(tài)不可重復(fù)觸發(fā)的情況下(即圖2 中S1 接低電平), 高電平的持續(xù)時間為Ts (Ts=49 152 R1C1), 在Ts時間段結(jié)束時,輸出Vo即刻由高電平進(jìn)入低電平并被封鎖Ti (Ti =24R2C2 ) 時長; 對于有效狀態(tài)可重復(fù)觸發(fā)的情況來講( 即圖2 中S1 接高電平), 如果在前一Ts時間段內(nèi), 輸入的變化使得輸出有效狀態(tài)再次觸發(fā), 則Vo高電平信號將從此刻算起再持續(xù)一個Tx時長, 之后才轉(zhuǎn)換為低電平并進(jìn)入封鎖時間Ti。在封鎖時間內(nèi), 即使由于負(fù)載的切換而引入的干擾也不會改變輸出Vo的狀態(tài)。本設(shè)計中讓S1 接高電平, 紅外傳感信號處理電路的輸出信號Vo作為DM642 的外部中斷信號, 將Vo與DM642 的GP[5:4]連接, 同時也作為TVP5150 芯片的節(jié)電模式輸入控制信號, 如圖2 所示。
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