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基于DSP的網絡安全視頻監視系統的設計.doc

'基于DSP的網絡安全視頻監視系統的設計.doc'
?目 錄摘 要 II一、設計目的 1二、設計要求 2三、設計容 33.1系統需求分析 33.2系統方案設計 33.3視頻部分電路模塊 33.4音頻部分電路模塊 53.5網絡部分電路接口模塊 63.7存儲器系統部分電路模塊 7總結與致 8參考文獻 9摘 要 嵌入式網絡視頻監控系統作為新一代的視頻監控設備,集先進的視頻壓縮處理和以太網通信與一體。通過Internet遠程用戶可以在任意時間、任意地點訪問監控系統,進行實時視音頻監控,接收報警信息,同時還可以對攝像機進行控制操作,對圖像的質量進行調節。系統以嵌入式系統技術為基礎,具有高度的穩定性和可靠性,在道路交通、銀行、電信、智能家居等眾多領域具有廣泛的應用前景。 多媒體處理器集成了通用DSP芯片的特點,具有高速的運行速度、極強的處理能力和靈活性。同時,由于是面向多媒體應用,多媒體處理器對核結構進行了優化,同時擴充了接口功能,添加了視頻接口、音頻接口、網絡接口等,可以實現與視頻解碼芯片、音頻解碼芯片和以太網物理層芯片的無縫連接,整個芯片非常設和與網絡視頻監控系統的應用,比較有代表性的又TI公司的TMS320DM64x系列。采用多媒體處理器進行網絡視頻監控系統的設計,系統外圍電路簡單、體積小、靈活性高,可升級性和可擴展性強,所以是一種非常好的解決方案。 系統主要功能模塊包括:視頻解碼、視頻處理、存儲器系統、音頻接口、網絡接口幾個部分的硬件設計。系統硬件設計的工具采用的是Altium Designer,完成了系統原理圖的設計。關鍵詞:網絡安全DVR ;TMS320DM642;硬件電路設計1 設計目的 由于傳統監視設備通常是對模擬信號進行處理、存儲和傳輸故而在安裝和使用上有很大的不便,其推廣受到很大的限制。針對這種情況,對于更加廉價、方便、快捷的遠程視頻監控系統,就顯得越來越需要。在此基礎上。更是對視頻監視系統的圖像視頻及音頻的處理力度上顯得越來越來需要清晰。本系統在這種需求的前提下,采用廉價的TMS320DM624以及一些通用器件來實現圖像視頻及音頻的壓縮和傳輸。把攝像頭傳來的視頻及音頻信號數字化、壓縮處理后通過網絡傳到遠程監控端。本設計完成視頻解碼、視頻處理、存儲器系統、音頻接口、網絡接口幾個部分的硬件設計。2 設計要求1.本設計完成視頻解碼、視頻處理、存儲器系統、音頻接口、網絡接口幾個部分的硬件設計。根據設計題目的要求,選擇確定DSP芯片型號、視頻采集芯片等型號。2.基本教學要求:每人一臺計算機,計算機安裝CCS、Protel等軟件。3 設計容3.1系統需求分析 網絡安全DVR是一個視頻監視系統,該系統將模擬視頻和模擬音頻經過數字化壓縮處理后,降低傳輸所需的帶寬和減少對存儲介質的海量要求,這樣將為安全目的獲得的數據變成數據流在LAN網絡上傳輸而不需要昂貴的同軸電纜。 同時,本設計要求完成視頻解碼、視頻處理、存儲器系統、音頻接口、網絡接口幾個部分的硬件設計。這就對整個的系統提出以下的要求。 (1)整個系統首先必須對視頻進行采集。然后進行處理。編碼壓縮。然后傳輸。最后在監控端進行解碼。(2) 在視頻傳輸的同時必須同步的記錄下音頻的信號。并且在監控解碼出完整的視頻信號的同時。必須有完整的音頻信號與之同步。(3) 音頻信號與視頻信號在傳輸的過程中。會產生時間延遲。同時。監控端若是在某個時候需要查看以前的監控片段。這就涉及到視頻信號與音頻信號處理形成的數據的儲存問題。(4) 在音頻信號與視頻信號編碼壓縮處理形成數據之后。必須通過網絡才能傳送到遠程的監控端。這里涉及到網絡接口部分的設計。本系統主要的需求的分析如上。3.2 系統方案設計經過分析和比較,本系統采用TI公司的高性能多媒體處理器TMS320DM642x芯片為核心進行系統平臺的設計。TMS320DM642器件是儀器推出的基于甚長指令字的結構開發出來的DSP,甚長指令字(VeryLongInstructionWord)這種結構能夠使DSP的性能更加優越。TMS320DM642的核是TMS320C64x,它屬于TMS320C6000系列DSP,因此TMS320DM642的代碼可以和TMS320C6000系列其它型號的DSP代碼兼容。TMS320DM642是一款定點數字信號處理器,最高時鐘頻率可達720MHz,每秒最高可以執行5760百萬條指令。它有兩個多通道緩沖串行口,芯片采用BGA封裝,集成度非常高。3.3 視頻部分電路的設計 3.3.1視頻編碼部分 本系統采用了Philip s 公司的SAA7105H 作為本地回放的視頻編碼芯片。SAA7105H 可以將數字視頻信號( ITU - R B T. 656) 編碼成普通電視所能接收的N TSC 或PAL 制式的復合電視信號(CVBS)。 SAA7105H 還支持VGA 輸出,通過I2C 總線對其部寄存器設置就可以實現不同的輸出。ITU - R B T. 656 標準的YCb2Cr4 :2 :2 格式數據從DM642的視頻口2 的數據管腳(VP2D[2. . 9 ]) 輸出,送到SAA7105H 的PD[0. .7 ]管腳上, 經過數模轉換成模擬視頻信號并從CVBS1 、2 、3 中任何一個輸出。水平、垂直、場同步信號線按后面的電路所示分別和DM642視頻口2的3個控制線連上。3.3.2 視頻解碼部分 為了能同時支持4 路視頻信號的采集,TMS320DM642 的三個視頻口( Video Port 20bit) :視頻口2 (VP2) 用作視頻回放,視頻口0 和1(VP0 & VP1) 分別被分成2 個8bit 的視頻輸入接口,選用4 片視頻解碼芯片TVP5150 ,實現4 路的視頻采集功能。T VP5150 是TI 推出的一款超低功耗,支持自動識別N TSC/ PAL/ SECAM 制式的視頻解碼芯片,具有價格低、體積小、使用方便的特點 。 NTSC/ PAL/ SECAM 制式的模擬信號送到TVP5150 后,按照YCbCr 4 :2 :2 的格式轉化成數字信號, 在本系統中以8bit 嵌同步信號的ITU - R BT. 656 格式輸出。由于受到DM642 的1 個視頻口分成2 個8 bit 接口的限制, TVP5150 和DM642 的連接方式只能采用最簡連線的ITU - R BT. 656 的方式(不需要水平、垂直、場同步信號線) 。其中YOU T [ 0 ?7 ] 為TVP5150 的數據輸出管腳,與DM642 視頻口1 中的VP1D[ 2 ?9 ]管腳相連;時鐘同步信號PCL K與DM642 視頻口1 的VP1_CL K0 相連; SCL 和SDA作為I2C 接口的時鐘線和數據線,分別與DM642的I2C 總線接口的時鐘和數據線相連; IN TERQ/GPCL與DM642 的外部中斷7 相連。在設計視頻輸入模塊的時候需要注意的是: ① TVP5150 的I2C標準地址只有一位是可變的( 101110X1 ,。省略部分。膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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