智能監(jiān)控信號采集處理模塊設計

隨著寬帶有線和無線網絡基礎設施的完善以及全球安防市場需求的增長，視頻監(jiān)控的應用正呈爆發(fā)性的增長態(tài)勢。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢非常明顯，在經歷了數字化和網絡化之后，下一個重要的趨勢就是智能化，即智能監(jiān)控和視頻分析技術的應用。本文帶來的是一款在應用在教室內的智能視頻監(jiān)控設備電路設計方案。此設備的終端控制器主要實現兩方面功能，一是根據主控制器的指令對一體化攝像頭和云臺進行控制，二是采集當前教室的語音信號并進行處理和上傳。

攝像頭和云臺控制電路與實現：通過MAX485接收RS485控制總線的控制指令并根據指令控制繼電器組動作以實現云臺電機的上、下，左、右旋轉和光圈電機的變焦、拉遠/近、明/暗調節(jié)。用芯片MC145027完成單片機指令的解碼，單片機對終端控制器的選擇發(fā)送的是地址指令，對終端控制器的控制發(fā)送的是數據指令。只有當單片機發(fā)送的地址指令與MC145027設置的地址相同時，MC145027才接收單片機的數據指令，即控制指令。從而實現對每個終端的可尋址單獨控制。

矩陣切換器電路

本系統(tǒng)設計的是容量為32路音視頻的監(jiān)控，為簡化設計，及調試、安裝、升級等的方便，32路音視頻不在一塊PCB板上處理，而是分成4塊子板，每塊子板處 N8路音視頻，實現8路音視頻通道的8選1輸出功能，即4塊子板組成一個矩陣切換器，在同一時間實現32選4輸出功能。每塊子板的電路圖如圖1所示。

圖1矩陣切換器子板電路原理圖

在圖1中，J1…J8為繼電器線圈，用雙刀雙擲繼電器J4078實現音視頻的同時切換。J11、J12為跳線插座，該跳線為子板設置地址，當設置的子板地址與主控制器的子板選擇地址(A0、A1、A2)相同時，該子板塊的4099處于工作狀態(tài)，這時，再通過主控制器的通道選擇指令(cmd0、 cmd1、 cmd2)使J1…J8中任一繼電器完成切換動作，實現某一路音視頻的同時選通。

語音信號采集與處理電路

因為要采集教室各個位置(一般在20~50m2范圍內)的語音信號，使用普通的話筒放大電路顯然達不到要求。本系統(tǒng)采用對數放大電路進行語音放大，比較清晰地采集到了50m2范圍內各個位置的語音信號。設計的對數放大電路如圖2所示。IC2為運算放大器，系統(tǒng)選用LM358實現二級運算放大。

圖2 MIC對數放大原理圖

編者結語

此設備利用傳感技術和電子技術系統(tǒng)設計思路簡單、成本低廉、方便實用。對提高學生自主學習的自覺性，監(jiān)控自主學習設備和軟件平臺運行情況，防止人為破壞造成的不必要損失，提高設備運行的穩(wěn)定性和可靠性等起到了非常重要的作用。