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智能一体化球型摄像机的设计与实现

作　者: 宋强
导　师: 夏路易
学　校: 太原理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 球型摄像机步进电机字符叠加轨迹 ARM
分类号: TN948.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 3次
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内容摘要

智能一体化球型摄像机是集高清晰度彩色摄像机、万向变速云台、解码器、变焦镜头、防护罩等部件及功能于一体的监控产品。最大限度地减少了系统部件的连接，提高了系统的可靠性，同时也便于安装和维护。有外观美观，轻巧灵便，操作简单等优点。本论文设计的智能一体化球型摄像机可实现的功能为：时间日期、标题显示功能，内置8200多汉字及日文、英文字库，中、英、日文标题可任选，预置位带标题，带英文菜单，多级变速，360度无限位旋转，180度自动翻转，每周细化为三百万步，运转平稳，抖动小，速度范围智能匹配摄像机焦距，人性化操作，手感优异，兼容PECLO-D、PECLO-P、AD、PHILIPS、SAMSUNG、VICON多种控制协议，支持SONY、HITACHI、LG、CNB等摄像机芯模块，RS485通讯方式，控制距离大于1200米，一对线可连接256台快球，128个可编程预置位；8条巡航轨道，每个巡航可设置24个预置点；2条带智能自学习功能的轨迹。带预置位、巡航、轨迹清除功能，多种扫描方式；两点间自动扫描方式、削苹果方式、360度连转方式、万能扫描方式，水平及垂直扫描速度可分别设定；隐私屏蔽及密码功能；水平及垂直坐标参数显示功能；4防区报警输入，1路报警输出。视频动态侦测功能，可智能识别视频图像的变化，并可自动输出报警信号；抗高压雷击，通讯口耐长时间高压功能。本系统采用了当今处于领先地位的PHILIPS的32位ARM LPC2138作为中央处理器，WINBOND公司的W78E58BP作为协议转换处理器，保证了系统的快速性和稳定性。主要包括以下几个主要功能模块：运动控制模块、视频字符叠加模块、协议转换与控制模块、摄像机机芯通讯模块、

全文目录

第一章绪论  13-19
  1.1 概述  13-16
    1.1.1 智能一体化球型摄像机目前的状况及发展方向  13-14
    1.1.2 国内外一体化球型摄像机比较及本论文的立论依据  14-15
    1.1.4 智能一体化球型摄像机的应用前景及实际意义  15-16
  1.2 论文作者的具体工作  16-17
  1.3 本论文结构  17-19
第二章系统功能与设计方案  19-30
  2.1 智能一体化球型摄像机技术指标  19
  2.2 智能一体化球型摄像机实现功能  19-20
  2.3 智能一体化球型摄像机设计原则与依据  20-22
    2.3.1 智能一体化球型摄像机设计原则  20-21
    2.3.2 智能一体化球型摄像机设计依据  21-22
  2.4 智能一体化球型摄像机具体功能  22-30
    2.4.1 系统概述  22
    2.4.2 镜头控制模块  22-23
    2.4.3 视频设置优化模块  23-25
    2.4.4 运动控制模块  25-26
    2.4.5 屏显(OSD)设置模块  26-28
    2.4.6 报警防区控制模块  28
    2.4.7 隐私遮挡控制模块  28-30
第三章系统硬件组成与设计  30-52
  3.1 硬件系统的设计思想  30-32
  3.2 硬件系统的功能分配与器件选择  32-40
    3.2.1 运动控制模块的设计与器件选择  32-35
      3.2.1.1 步进电机的原理与应用  32-33
      3.2.1.2 步进电机细分驱动原理  33-34
      3.2.1.3 运动控制模块的设计  34-35
    3.2.2 视频字符叠加模块的设计与器件选择  35-39
      3.2.2.1 视频字符叠加技术概述  35-36
      3.2.2.2 视频输入电路设计  36
      3.2.2.3 行场同步分离电路设计  36-37
      3.2.2.4 字符生成电路设计  37
      3.2.2.5 字符叠加电路设计  37-38
      3.2.2.6 视频输出电路设计  38-39
    3.2.2 远程通讯与协议转换的设计与器件选择  39-40
  3.3 硬件系统主要器件功能简介  40-51
    3.3.1 PHILIPS公司ARM芯片LPC2138简介  40-42
      3.3.1.1 LPC2138概述  40
      3.3.1.2 LPC2138特性  40-41
      3.3.1.3 LPC2138结构框图  41-42
    3.3.2 WINBOND公司8单片机W78E58BP简介  42-44
      3.3.2.1 W78E58BP概述  42-43
      3.3.2.2 W78E58BP特性  43-44
      3.3.2.3 W78E58BP结构框图  44
    3.3.3 新电元公司步进电机驱动芯片MTD2009J简介  44-46
      3.3.3.1 MTD2009J概述  44-45
      3.3.3.2 MTD2009J特性  45
      3.3.3.3 MTD2009J细分方法及驱动波形  45-46
    3.3.4 TI公司D/A芯片TLC5620简介  46-48
      3.3.4.1 TLC5620C概述  46
      3.3.4.2 TLC5620C特性  46-47
      3.3.4.3 TLC5620C结构框图  47
      3.3.4.4 TLC5620C电压D/A计算方法  47-48
    3.3.5 NEC公司字符叠加(OSD)芯片UPD6453简介  48-50
      3.3.5.1 uPD6453概述  48
      3.3.5.2 uPD6453特性  48-49
      3.3.5.3 uPD6453控制时序  49-50
    3.3.6 其它器件简介  50-51
      3.3.6.1 X5645简介  50
      3.3.6.2 LM1881简介  50
      3.3.6.3 75LBC184简介  50-51
  3.4 硬件系统方案的改版及最终确定  51-52
第四章系统软件的构建与实现  52-83
  4.1 软件系统总体设计  52-54
    4.1.1 软件系统设计思想  52
    4.1.2 软件系统总体框架  52-53
    4.1.3 软件系统模块划分  53-54
  4.2 协议转换系统的设计与实现  54-66
    4.2.1 相关协议简介  54-62
      4.2.1.1 PECLO-D、PECLO-P通讯协议简介  54-58
        4.2.1.1.1 PECLO-D通讯协议  54-56
        4.2.1.1.2 PECLO-P通讯协议  56-58
      4.2.1.2 AD通讯协议简介  58-59
      4.2.1.3 PHILIPS通讯协议简介  59-60
      4.2.1.4 SAMSUNG通讯协议简介  60-62
    4.2.2 中间协议的设计与实现  62-66
    4.2.3 协议转换的设计与实现  66
  4.3 主控系统各功能模块的设计与实现  66-74
    4.3.1 系统初始化模块  66-67
    4.3.2 主控程序模块  67
    4.3.3 运动控制程序模块  67-69
    4.3.4 视频字符叠加(OSD)程序模块  69-70
    4.3.5 菜单功能程序模块  70
    4.3.6 数据采集程序模块  70-73
    4.3.7 摄像机芯通讯程序模块  73-74
  4.4 预置点功能的具体设计与实现  74-78
    4.4.1 预置点功能介绍  74-75
    4.4.2 预置点功能设计方法  75
    4.4.3 预置点功能的实现  75-78
  4.5 智能自学习轨迹功能的具体设计与实现  78-82
    4.5.1 智能自学习轨迹功能介绍  78
    4.5.2 智能自学习轨迹设计方法  78-79
    4.5.3 智能自学习轨迹功能的实现  79-82
  4.6 软件系统的优化与改进  82-83
第五章系统的验收  83-85
  5.1 系统验收的原则和依据  83
  5.2 系统验收的项目与步骤  83-84
  5.3 系统验收的结论  84-85
第六章市场反馈与系统改进  85-87
第七章总结  87-89
参考文献  89-92
附录一智能一体化球型摄像机外观  92-93
附录二智能一体化球型摄像机电路板  93-94
附录三智能一体化球型摄像机检验报告  94-96
附录四智能一体化球型摄像机部分源程序  96-105
  1、变速运动水平方向源程序  96-97
  2、预置点源程序  97-100
    2.1 设置预置点功能函数  97-98
    2.2 调用预置点功能函数  98-100
  3、设置轨迹和调用轨迹源程序  100-105
致谢  105-106
攻读学位期间发表的学术论文目录  106

智能一体化球型摄像机的设计与实现

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