基于DSP的視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

　　目前視頻監(jiān)控廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控和交通監(jiān)控等領(lǐng)域。視頻監(jiān)控系統(tǒng)大致經(jīng)歷3個(gè)階段：首先是基于模擬信號(hào)的電視監(jiān)控系統(tǒng)，其功能單一、易受干擾且不易擴(kuò)展；隨后出現(xiàn)基于PC機(jī)的圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其終端功能較強(qiáng)．但價(jià)格昂貴，穩(wěn)定性差；近年來(lái)，隨著嵌入式技術(shù)成熟，嵌入式視頻采集處理系統(tǒng)具有可靠性高、速度快、成本低、體積小、功耗低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　視頻信號(hào)處理電路

　　本設(shè)計(jì)采用SONY公司專用信號(hào)處理器件CXD3142R作為信號(hào)處理器。CXD3142R是專用于對(duì)Ye，Cv，Mg和G補(bǔ)色單片CCD輸出信號(hào)進(jìn)行處理的低功耗、高效率的信號(hào)處理器；具有自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡功能，可同時(shí)輸出復(fù)合視頻信號(hào)和YUV 8位數(shù)字信號(hào)輸出。內(nèi)部集成9位A／D轉(zhuǎn)換器同步信號(hào)產(chǎn)生電路、外部同步電路和時(shí)鐘控制電路。此外，CXD3142R還具有串口通信功能，用戶可在PC機(jī)中預(yù)先設(shè)定好DSP中的寄存器值，通過(guò)串口下載到DSP，并對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡等處理。圖2為視頻信號(hào)處理模塊電路連接圖。

　　圖 2中，H1，H2，XVl，XV2，XV3，XV4是CCD圖像傳感器的時(shí)序驅(qū)動(dòng)信號(hào)，EEPROM用來(lái)存儲(chǔ)DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV 數(shù)字信號(hào)。其具體工作流程：將CCD圖像傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)CXA2096N進(jìn)行相關(guān)預(yù)處理后，相應(yīng)數(shù)字信號(hào)經(jīng)VIN引腳傳給 DSP（CXD3142），DSP接收數(shù)字信號(hào)后，利用其內(nèi)部AE／AWB檢測(cè)電路、同步信號(hào)產(chǎn)生電路、外同步電路以及相關(guān)算法對(duì)其進(jìn)行相關(guān)處理，處理完成后在行（H引腳）、場(chǎng)（V引腳）信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)（PCLK）的控制下將8位數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)D0~D7引腳傳給FPGA模塊進(jìn)行相關(guān)處理。通過(guò)引腳SCK、 SI、SO、XCS串口通信，通過(guò)CSROM、CASI、CSASO、CASCK引腳與外部EEPROM通信，實(shí)現(xiàn)DSP相關(guān)的初始化。此外，IO引腳輸出經(jīng)DSP處理過(guò)的復(fù)合視頻信號(hào)，通過(guò)相關(guān)接口直接在CRT顯示器上顯示圖像處理結(jié)果。

　　外圍接口模塊

　　本設(shè)計(jì)支持RS-232C串口通信。但該串口通信需把3．3 V邏輯電平轉(zhuǎn)化成RS-232C標(biāo)準(zhǔn)電平。因此采用SP3232E系列器件完成電平轉(zhuǎn)換。SP3232E可從+3．0～+5．5 V的電源電壓產(chǎn)生2Vce的RS-232C電壓電平。該系列適用于+3．3 V系統(tǒng)。SP3232E器件的驅(qū)動(dòng)器滿載時(shí)典型數(shù)據(jù)速率為235 kb／s。圖4為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的接口電路圖。

　　需要注意的是，由于采用SP3232E器件，其驅(qū)動(dòng)能力有限，該接口電路只適用于近距離傳輸。如果要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，則必須加強(qiáng)信號(hào)傳輸能力。