CN105530467A - 基于rs485的视频监控数据终端 - Google Patents
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Abstract
基于RS485的视频监控数据终端，包括数字信号处理器，及与数字信号处理器连接的ROM存储器、帧存储器、异步收发器、AD转换器、行场同步分离模块，还包括与异步收发器连接的RS485接口，以及连接AD转换器和行场同步分离模块的视频缓冲器。本发明所述的基于RS485的视频监控数据终端，在摄象机的视频输出端对图像信号进行采集、变换和编码，用一对双绞线按RS-485总线标准将压缩后的图像数传送给上位机。只使用一根电缆就能构成一个64～128点的局域网，不但布线简单，而且传输速率高达1Mbps，远远超过电话网的传输速率。
Description
技术领域
本发明属于电子通信领域，涉及数字信号处理，特别是一种基于RS485的视频监控数据终端。
背景技术
RS-485总线抗干扰能力强，能实现多站远距离通信，组网方便，成本低廉，因而在工业控制领域得到广泛应用。随着串行通信接口芯片和RS-485接口芯片传输速度的大幅度提高，使得利用RS-485总线传输图像数据成为可能，但是未压缩视频图像的数据量极大，即使总线传输速度高达1Mbps，传输一幅512×512×8的灰度图像就要耗时2.1s，因此必须视频图像数据进行压缩编码，再通过总线传输。
发明内容
为克服现有技术所存在的不足，本发明公开了一种基于RS485的视频监控数据终端。
本发明所述基于RS485的视频监控数据终端，包括数字信号处理器，及与数字信号处理器连接的ROM存储器、帧存储器、异步收发器、AD转换器、行场同步分离模块，还包括与异步收发器连接的RS485接口，以及连接AD转换器和行场同步分离模块的视频缓冲器。
具体的，还包括与数字信号处理器连接的报警器。
具体的，所述数字信号处理器为C5402。
具体的，所述AD转换器为TLV5510。
本发明所述的基于RS485的视频监控数据终端，在摄象机的视频输出端对图像信号进行采集、变换和编码，用一对双绞线按RS-485总线标准将压缩后的图像数传送给上位机。只使用一根电缆就能构成一个64～128点的局域网，不但布线简单，而且传输速率高达1Mbps，远远超过电话网的传输速率。
附图说明
图1示出本发明的一种具体实施方式结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述基于RS485的视频监控数据终端，包括数字信号处理器，及与数字信号处理器连接的ROM存储器、帧存储器、异步收发器、AD转换器、行场同步分离模块，还包括与异步收发器连接的RS485接口，以及连接AD转换器和行场同步分离模块的视频缓冲器。
本系统组成框图如图1所示。它以TMS320VC5402DSP为处理器，扩展了视频器、行场分离电路、帧缓冲器、程序存储器、串行通信接口芯片和RS-485总线接口芯片。
TMS320VC5402DSP（以下简称C5402）是TI公司生产的新一代定点DSP芯片，时钟频率100MHz，性价比极高，是目前定点DSP的主流产品。C5402片内有8条数据或地址总线，构成增强型哈佛结构的总线系统，指令按流水线方式执行，大部分指令能在单周期内完成。此外还有一套并行操作指令，能在单周期内执行一次存储/加载操作和一次算术运算，大大提高了数字信号处理的速度。C5402片内有16KWDARAM，可以作为程序存储器或数据存储器，另外还有两个多通道缓冲串行口（McBSP）、一个8位HPI接口、两个16位定时器、一个六通道DMA控制器和一个PLL时钟发生器。
视频图像信号采集由视频缓冲器、高速A/D转换器和行、场同步分离电路组成。A/D转换器采用TI公司的TLV5510芯片，TLV5510为8bit、10Msps的高速并行A/D转换器，本电路中将TLV5510作为C5402的一个扩展的并行输入口，C5402的R/W信号作为转换时钟信号，读该端口时启动A/D转换。行、场同步分离电路输出行同步信号、垂直同步信号和奇、偶场信号作为C5402的外部中断输入信号。C5402采用中断响应方式采集一帧图像的奇场数据和偶场数据。
480KB的帧缓冲器用来存放原始图像数据和压缩后的图像数据，32KB的FlashROM用来存放应用程序，二者都映射到C5402的外部数据空间。由于C5402的数据空间仅为64KW，因此采用内存页扩展技术，将外部数据空间扩展为16页，每页32KB。使用C5402的一个扩展输出口作为扩展内存的页选择信号，分别选择0～16页，并且将C5402的A15脚与扩展静态RAM的使能端相连，当A15=0时选择片内RAM，当A15=1时选择片外RAM。因此本系统的数据存储器配置如下：
片内：16KWDARAM地址为0000h～3FFFh
片内：32KBFlashROM地址为8000h～FFFFh
片外：480KBSRAM地址为n8000h～nFFFFh(n=1～15)
系统硬件复位时，页选择信号被自动清零，FlashROM映射到数据空间，C5402将FlashROM中的应用程序加载到片内DARAM中。
数据传输使用了TI公司的异步串行收发器TL16C550和MAXIM公司的MAX3485E。TL16C550含16bit的FIFO，通信速率达1Mbps。MAX3485E是半双工RS-485总线接口芯片，传输速率达12Mbps，传输距离达4000英尺。
C54xDSP集成开发工具支持C语言和汇编语言编程，为了提高代码执行效率，满足图像实时压缩和传输的需要，采用汇编语言编程。主程序可分成以下几个部分：
（1）初始化C5402，接受上位机的命令帧，做好采集图像的准备工作；
（2）开放奇场中断（INT1），关闭偶场中断（INT2）和行中断（INT3）；
（3）当奇场同步信号到来时，C5402进入奇场中断服务子程序，开放行中断做好采集奇场数据的准备。当行同步信号以来时，C5402进入行中断服务子程序，连续采集一行图像数据。当各行图像数据采集完毕后，关闭行中断；
（4）当偶场同步信号到来时，C5402进入偶场中断服务子程序，开放行中断做好采集偶场数据的准备。当行同步信号到来时，C5402进入行中断服务子程序，连续采集一行图像数据。当各行图像数据采集完毕后，关闭行中断和奇、偶场中断；
（5）将图像数据分成一系列的8×8块，先对第一个数据块进行DCT变换、量化、Huffman编码，然后开放串行口中断（INT0），将压缩后的图像数据发送给上位机。重复执行这个编码和传输过程，直到全部图像数据处理结束。最后关闭串行发送中断，开始下一帧图像的处理。
本系统为主从式监控系统，由主机启动并控制网上的每一次通信。主机先向从机下达采集图像的命令，然后接收从机传来的压缩图像数据。从机接受主机的命令，按命令要求调整摄象机的焦距和镜头方向、修改图像大小和采样速率，最后进行图像采集、压缩和传输。要完成这些功能就必须定义严格的网络通信协议。
本网络为专用系统，要求通信速率达到1Mbps，故采用电路交换方式。网上传输的信息仅为两种形式之一：命令帧或信息帧。
主机发往从机的命令帧由八个字节组成，地址为要访问的从机地址、有效地址为0～255；焦距为摄象机的焦距编码；方向为摄象机镜头的方向编码；大小为图像的大小编码；速度为图像采样率编码；控制为现场控制设备或报警器控制命令编码；校验-命令帧结束和校验标志。
从机压缩终端上电复位后打开串行口中断，RS-485接口芯片处于接收状态。一旦接到主机的命令帧，压缩终端便按命令帧的要求调整焦距、镜头方向和其他控制设备的状态，然后进行图像的采集和压缩编码，同时检测总线的状态。若总线上没有讲者则将压缩码流发往主机，总线被占用直到一帧信息帧全部发送完毕。为了提高图像的处理效率，压缩和传输并行进行。
主机对全部或部分现场进行轮流监控，各压缩终端送来的压缩数据被分别保存起来，同时经解压缩后显示在计算机屏幕上。一旦发生异常情况，主机自动对异常现场进行单独监控。主机在向压缩终端发命令帧之间检测总线的状态，若总线上没有讲者则将命令帧发往压缩终端，然后将RS-485接口置于接收状态，等待压缩终端发送信息帧。为了保证命令帧的可靠性，命令帧被连续发送三次。
本系统使用TMS320VC5402DSP和RS-485总线实现了静止图像的实时压缩和高速传输。采用标准JPEG压缩算法，每秒钟可压缩并传输5帧512×512×8的灰度图像，性价比极高，适用于无人仓库、超级市场、交通道口、井下工程、列车车箱等的监控管理。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.基于RS485的视频监控数据终端，其特征在于，包括数字信号处理器，及与数字信号处理器连接的ROM存储器、帧存储器、异步收发器、AD转换器、行场同步分离模块，还包括与异步收发器连接的RS485接口，以及连接AD转换器和行场同步分离模块的视频缓冲器。
2.如权利要求1所述的基于RS485的视频监控数据终端，其特征在于，还包括与数字信号处理器连接的报警器。
3.如权利要求1所述的基于RS485的视频监控数据终端，其特征在于，所述数字信号处理器为C5402。
4.如权利要求1所述的基于RS485的视频监控数据终端，其特征在于，所述AD转换器为TLV5510。
Priority Applications (1)
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| CN201410575925.9A CN105530467A (zh) | 2014-10-25 | 2014-10-25 | 基于rs485的视频监控数据终端 |
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Publications (1)
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| CN201410575925.9A Pending CN105530467A (zh) | 2014-10-25 | 2014-10-25 | 基于rs485的视频监控数据终端 |
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|---|---|---|---|---|
| CN108322706A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-24 | 广州波视信息科技股份有限公司 | 一种高清信号处理装置及其方法应用 |
| CN108848285A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-11-20 | 广州波视信息科技股份有限公司 | 一种高清摄像头视频处理系统及方法 |
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2014
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