智能監(jiān)控信號采集處理模塊設(shè)計

隨著寬帶有線和無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善以及全球安防市場需求的增長，視頻監(jiān)控的應(yīng)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(jīng)歷了數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)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(shù)的應(yīng)用。本文帶來的是一款在應(yīng)用在教室內(nèi)的智能視頻監(jiān)控設(shè)備電路設(shè)計方案。此設(shè)備的終端控制器主要實現(xiàn)兩方面功能，一是根據(jù)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(dāng)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(xiàn)：通過MAX485接收RS485控制總線的控制指令并根據(jù)指令控制繼電器組動作以實現(xiàn)云臺電機的上、下，左、右旋轉(zhuǎn)和光圈電機的變焦、拉遠/近、明/暗調(diào)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(shù)據(jù)指令。只有當(dāng)單片機發(fā)送的地址指令與MC145027設(shè)置的地址相同時，MC145027才接收單片機的數(shù)據(jù)指令，即控制指令。從而實現(xiàn)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(shè)計的是容量為32路音視頻的監(jiān)控，為簡化設(shè)計，及調(diào)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)音視頻的同時切換。J11、J12為跳線插座，該跳線為子板設(shè)置地址，當(dāng)設(shè)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(xiàn)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(nèi))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(shù)放大電路進行語音放大，比較清晰地采集到了50m2范圍內(nèi)各個位置的語音信號。設(shè)計的對數(shù)放大電路如圖2所示。IC2為運算放大器，系統(tǒng)選用LM358實現(xiàn)二級運算放大。

圖2 MIC對數(shù)放大原理圖

編者結(jié)語

此設(shè)備利用傳感技術(shù)和電子技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計思路簡單、成本低廉、方便實用。對提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的自覺性，監(jiān)控自主學(xué)習(xí)設(shè)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(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性等起到了非常重要的作用。