遠程監(jiān)控系統(tǒng)現狀

　　在人類社會即將進入信息化社會的今天，計算機網絡的發(fā)展極大地改變著人們的生活方式，而人們生活方式的改變又反過來對計算機網絡的服務能力提出更高的要求。從傳輸介質來看，遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經走過了原始的模擬數據量傳輸，進入了全數字傳輸的時代。隨著基于不同傳輸媒介及其多種方案的出現和發(fā)展。從視頻采集方式來看，目前最主流的視頻采集芯片就是DSP了，由于DSP芯片的眾多優(yōu)點，使其在視頻采集和處理領域里得到了廣泛的應用，國內著名的視頻監(jiān)控設備供應商?？低暫痛笕A所使用的主要芯片就是DSP。從視頻編碼方式來看，圖像壓縮編碼方法繁多，發(fā)展也相當迅速，經典編碼方法如Huffman編碼、算術編碼、預測編碼、變換域編碼等。歸納起來主要有 H.261、H.263、H.264，JPEG標準以及MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4標準等。在視頻編碼中使用H.261編碼方式是最普遍之一。

　　主控電路模塊設計

　　在ARM9和ARM11后的就是當下最熱門的ARM-Cortex內核，該內核是ARM公司最新的內核，增加了眾多的中斷控制器，內核效率更高，單位執(zhí)行代碼效率也更高，Cortex系列分為三個子系列有A系列，R系列，M系列。A系列主要面向應用類的，更加高端，主頻也更快等優(yōu)點；R系列主要面向于實時控制，主要有響應特別快等優(yōu)點；而M系列主要面向微控制器，特點是低功耗，低成本，適合低端控制場合。

　　主控電路采用TI公司的Stellaris系列的LM3S8962，由于我們考慮了是自己制板，因此我們的MCU做成了最小系統(tǒng)板，主控芯片的電路如下。

　　圖4-1 主控芯片

　　攝像頭電路設計

　　本課題所采用的攝像頭是數字接口的，因此接線很簡單，八根數據線與攝像頭的灰度圖像輸出信號，MCU直接通過GPIO口來讀取數據。行中斷和場中斷的信號線需要加電容和電阻濾波，否則可能引起中斷不穩(wěn)定。

　　圖4-2 攝像頭接口電路

　　熱敏電阻傳感器電路設計

　　熱敏電阻一般分為正溫和負溫兩種，根據其靈敏度不同，采用合適的熱敏電阻在合適的場合使用，如果需要精度很高的話可以采用PT-100鉑電阻，需要電橋電路配合信號處理，并且需要非線性校正，而我們的方案是的同工電阻分壓通過AD來采集數據，進行簡易的處理之后就可以通過上位機顯示。

　　圖4-4 溫度傳感器電路

　　時鐘電路設計

　　時鐘電路采用外部的DS1302電路，由于ARM內部也集成了RTC，因此本系統(tǒng)中可以使用兩套時鐘，該時鐘有外部鈕扣電池供電，不會因為系統(tǒng)掉電而停止運行，時鐘芯片與主芯片通過串行通信進行配置和傳輸數據，使用很方便。

　　圖4-5 時鐘模塊

　　存儲器電路設計

　　Flash存儲器是目前使用很廣泛的存儲元件，這種存儲器可以將大數據量存儲在內部而掉電不丟失數據，本系統(tǒng)采用的是一顆2MByte的Flash存儲器，這塊Flash使用的時候非常的簡單，通過SPI接口，只需要配置初始化后，就可以按頁對其進行操作，每一頁都有512Byte的容量，這個存儲器主要是用來存儲一些關鍵參數的，暫時不提供視頻圖像數據的存儲，因為視頻圖像太大，直接通過以太網傳到電腦上進行存儲。

　　電源電路設計

　　電源模塊是一個系統(tǒng)的關鍵，因為只有一個好的穩(wěn)定的電源才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，因此我們這里采用了多級濾波，并且采用了優(yōu)質的LM7805和LM1117穩(wěn)壓芯片進行穩(wěn)壓，給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V和3.3V電源。

　　圖4-7 電源模塊

　　以太網接口電路設計

　　以太網接口RJ45，這是一個非常關鍵的器件，因為從MCU出來的差分信號很容易受干擾，一定需要一個隔離變壓器來實現隔離，而且在實際調試過程中，發(fā)現隔離變壓器到MCU的引腳不能超過5cm，否則會導致信號不穩(wěn)定，表現的狀態(tài)就是和電腦的聯(lián)網不穩(wěn)定，最后的解決方法就是PCB中注意布線就可以了。

　　圖4-8 以太網接口

　　基于對嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的背景研究，本設計提出了一個簡易可行的方案，以熱釋電紅外傳感器來檢測是否有人靠近，如果沒有人靠近處于休眠狀態(tài)可以節(jié)電；當有人靠近設定區(qū)域的時候，傳感器輸出信號，ARM處理器接收到信號立刻做出響應，觸發(fā)內部的電路和程序，馬上開啟監(jiān)控攝像頭進行監(jiān)控，然后數據經過以太網媒介傳輸到遠端的PC端，PC端接到視頻數據之后馬上進行解析并且顯示，同時可以將現場的問題和其他的數據同時傳輸過來，并且可以設置蜂鳴器進行報警。