一种节能型视频监控终端的设计

文章摘要：1终端工作原理及总体框图终端的总体框图如图1所示，在没有人员进入监控区时，系统处于休眠、节能状态，当红外传感器检测到有人员进入监控区域时，产生外部中断，中央处理器TMS320DM642在接收到外部中断时立即启动各模块进行图像的采集、处理、传输等。 2终端系统设计2.1中央处理器的选择由于终端要处理的数据量大，实时性强，所以采用多媒体处理芯片TMS320DM642(以下简称为DM642)。该芯片是TI公司C6000系列DSP中较新的32位定点DSP，工作频率由内部倍频器设置，可以达500MHz、600MHz或720MHz，每秒可执行指令数4000、4800、5760MIPS。DM642

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　　1终端工作原理及总体框图
　　
　　终端的总体框图如图1所示，在没有人员进入监控区时，系统处于休眠、节能状态，当红外传感器检测到有人员进入监控区域时，产生外部中断，中央处理器TMS320DM642在接收到外部中断时立即启动各模块进行图像的采集、处理、传输等。

      2终端系统设计

　　2.1中央处理器的选择

　　由于终端要处理的数据量大，实时性强，所以采用多媒体处理芯片TMS320DM642(以下简称为DM642)。该芯片是TI公司C6000系列DSP中较新的32位定点DSP，工作频率由内部倍频器设置，可以达500MHz、600MHz或720MHz，每秒可执行指令数4000、4800、5760MIPS。DM642采用TI公司第2代增强型超长指令集，它的EMIFA接口数据总线宽度为64位，最高存取频率133MHz，可直接与大容量、低成本的SDRAM芯片无缝连接。DM642带有3个双通道(A，B两通道)数字视频口，可同时处理多路数字视频流。DM642拥有I2C接口，可以与外部I2C设备通信，用来配置外部I2C设备的寄存器，DM642的网口(EMAC接口)、PCI口和HPI口共享引脚。因其处理性能强，外围接口多而灵活，在机器视觉、医学成像、网络视频监控、数字广播等领域得到了广泛的应用。

　　2.2红外传感信号处理模块的设计

　　为了节约电能，本终端采用红外传感器来检测监控区域有无人员进入，只在有人员进入监控区域时，终端才进入图像采集、处理、传输状态。本设计采用BISS0001芯片为热释电红外传感信号处理核心元件，其应用电路如图2所示。

　图2中，7805为三端稳压集成电路，为信号处理电路提供电源。BISS0001芯片的第9引脚为触发控制信号Vc的输入脚，工作中应当保证输入电压Vc>VR(通常：

　　VR=0.2VCC)，可以通过调节电阻R3来达到目的。当有行人进入监控区域时，热释电红外传感器PIR将检测到的人体发出的红外线转化为电信号，并将其送到BISS0001内部，信号经BISS0001处理后由2脚输出，输出Vo为低电平到高电平的跳变。如果BISS0001工作在有效状态不可重复触发的情况下(即图2中S1接低电平)，高电平的持续时间为Ts(Ts=49152R1C1)，在Ts时间段结束时，输出Vo即刻由高电平进入低电平并被封锁Ti(Ti=24R2C2)时长；对于有效状态可重复触发的情况来讲(即图2中S1接高电平)，如果在前一Ts时间段内，输入的变化使得输出有效状态再次触发，则Vo高电平信号将从此刻算起再持续一个Tx时长，之后才转换为低电平并进入封锁时间Ti。在封锁时间内，即使由于负载的切换而引入的干扰也不会改变输出Vo的状态。本设计中让S1接高电平，红外传感信号处理电路的输出信号Vo作为DM642的外部中断信号，将Vo与DM642的GP[5:4]

　　连接，同时也作为TVP5150芯片的节电模式输入控制信号，如图2所示。

　　2.3图像采集模块的设计

　　对于图像采集模块，本设计采用TI公司的TVP5150作为解码芯片。TVP5150是一款超低功耗的解码芯片，正常操作时的功耗只有113mW，节电模式下功耗为1mW，并支持PAL/NTSC/SECAM等格式，它能将摄像头所采集到的模拟图像信号转换为YUV4:2:2格式的ITU-RBT.656数字信号，它可以接收2路复合视频信号(CVBS)或1路S-Video信号，通过I2C总线设置内部寄存器，可以选择输出8位4:2:2的ITU-RBT.656数字信号(同步信号内嵌)，以及8位4:2:2的ITU-RBT.601信号(同步信号分离，单独引脚输出)。TVP5150与DM642的硬件连接如图3所示。

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