門禁系統(tǒng)“智能視頻監(jiān)控”設計方案

門禁視頻智能系統(tǒng)設計方案

根據(jù)實際需求，在門外和門里各安裝1臺攝像機，攝像機就近取電。離機房遠的攝像機，通過視頻光端機將視頻信號轉換為光纖號，通過光纖傳至嵌入式硬盤錄像機里。離機房近的攝像機直接敷設同軸電纜到機房匯總。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，攝像機安裝在墻壁上或室內的水泥柱上，安裝高度為2.8M`3M之間，可根據(jù)具體現(xiàn)場情況調整，半球攝像機吸頂安裝。

視頻監(jiān)控存儲時間的規(guī)劃

根據(jù)《規(guī)范》和建設方要求，視頻保存時間為15天，實時25幀/秒監(jiān)控，錄像機遠程顯示與回放達到25幀/秒分辨率4CIF、CIF可選，本地顯示時延≤0.5秒，遠程瀏覽顯示延時≤3秒。硬盤錄像機以512K碼流、重點部位按1.5M碼流算，每臺硬盤錄像機所需硬盤數(shù)量計算如下表：

存儲計算表

1、門禁視頻智能系統(tǒng)的組成

視頻電視監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像、傳輸、顯示和控制四部分組成。是一種實時監(jiān)控并可事后查詢的防范能力極強的綜合系統(tǒng)。廣泛應用于各種不同的場合。通過攝像機及其輔助設備(云臺)直接觀看被受控場所的一切情況，并把前端攝像機獲取的圖像信號傳送到控制中心，進行對視頻信號的分配、切換、記錄和重放等功能進行操作。

1、 攝像部分：攝像部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，是整個系統(tǒng)的“眼睛”。

2、 傳輸部分：傳輸部分就是系統(tǒng)圖像信號、聲音信號、控制信號等的通道。

3、 控制部分：控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心。控制部分主要由總控制臺、矩陣和矩陣鍵盤組成，本系統(tǒng)中的控制部分主要是指監(jiān)控系統(tǒng)控制軟件，現(xiàn)實軟件控制。

4、 顯示部分：顯示部分由一臺監(jiān)視器組成。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。

2、門禁視頻智能系統(tǒng)功能特點

1、 實時監(jiān)控：可實時顯示各監(jiān)視點的情況。

2、 圖像管理：可實現(xiàn)對圖像的控制、回放、保存及其它管理。

3、 彩色、黑白系統(tǒng)混合設計，充分考慮了周界視頻監(jiān)看的嚴密性和景觀視頻圖 像可觀。賞性，整個系統(tǒng)經(jīng)濟實用，系統(tǒng)性能可靠。

4、 集成度、數(shù)字化程度高，易于系統(tǒng)擴展及遠程傳輸。

5、 中文圖形界面，操作簡單。

6、 便于維修、維護及改造。

門禁系統(tǒng)與報警系統(tǒng)聯(lián)動

報警系統(tǒng)其實就是門禁系統(tǒng)的一部分，門禁控制器本身具備報警功能。 當有人員強行開門或開門超時時，門禁控制器會自動輸出報警信號，驅動現(xiàn)場聲光報警器報警，同時報警信號實時上傳至出租屋監(jiān)控門禁報警監(jiān)控平臺，提醒管理人員及時查看現(xiàn)場報警情況。

3、門禁系統(tǒng)智能視頻監(jiān)控電路設計

主要介紹了基于FPGA的視頻監(jiān)控主機系統(tǒng)硬件設計中的多路視頻采集電路、USB接口電路、串口轉換及通信電路等電路的設計，單片機和FPGA的并行使用可以使數(shù)據(jù)傳輸更加協(xié)調，提高系統(tǒng)可靠性。該硬件系統(tǒng)能夠實現(xiàn)視頻信息的存儲及傳輸，報警信息自動存儲，USB信息拷貝，允許多路同時報警及遠距離控制云臺等功能，使得監(jiān)控控制系統(tǒng)工作效率有了進一步的提高。

1、視頻信號選擇電路的設計

系統(tǒng)外部前端設備攝像機錄入各個門禁場所視頻，通過視頻傳輸線路傳到主機控制系統(tǒng)的視頻信號選擇電路視頻信號。選擇電路具有四路視頻輸入、四路視頻輸出，一個公共視頻端輸出。一方面視頻信號經(jīng)過MAX4090進行阻抗匹配后從四路視頻輸出，供管理人員查看門禁的現(xiàn)場活動情況，同時在公共視頻端不僅可以輸出一路視頻，而且可以通過視頻處理板對視頻信息進行存儲并通過網(wǎng)絡傳輸視頻信息;輸出的視頻信號通過FPGA的控制轉換為可視信號并存儲到PC中，同時FPGA可以不斷檢測視頻警報信號量來觸發(fā)報警信號。

如圖所示為只有1路輸入，1路輸出并帶有一路公共視頻的電路圖作為視頻選擇電路系統(tǒng)的講解示意，J1為視頻信號輸入端，J5，J9為視頻信號輸出端.CON2為短路跳線對相應的通道進行連通與斷開。當CON2斷開時，相應的通道連通，視頻信號從左邊輸入，經(jīng)過匹配后右邊輸出;當CON2連通時，則視頻信號輸入后不能經(jīng)過匹配處理而直接輸出。然后利MAX4090用進行阻抗匹配進行多路視頻的選擇輸出。該電路使用了交流耦合輸出方式。從技術特征出發(fā)，將視頻信號輸出到媒體顯示設備的最普遍方法是交流耦合，這使得接收電路可以在自己的輸入端建立共模電平，該電平獨立于輸入視頻信號的直流電平。一個75歐的串聯(lián)電阻應該盡可能近地放在靠近輸出端的位置，這有助于隔離從輸出端產(chǎn)生的下行寄生干擾，并提供最佳的信號條件。

2、USB接口電路的設計

為了方便的使用USB攝像頭及USB的數(shù)據(jù)下載通道，系統(tǒng)總需要設計USB接口電路。

USB電路如圖所示，USB功能采用常見的CH375芯片作為USB借口控制芯片。CH375是一個USB總線的通用借口芯片，支持USB-HOST主機方式和USB-DEVICE/SLAVE設備方式。 在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機方式下，CH375 還提供了串行通訊方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU/MPU等相連接。CH375有串口和并口兩種與單片機的連接方式，在本系統(tǒng)中，CH375 芯片是通過并行方式連接到副控制芯片的，CH375的 TXD引腳通過1千歐左右的下拉電阻接地或者直接接地，從而使CH375工作于并口方式。這種并行連接方式極大的提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。

3、FPGA的EPROM及單片機存儲電路設計

系統(tǒng)中使用了AT24C512EEPROM器件作為主要存儲芯片，它的存儲容量為512K及單片機對AT24C51系列E2PROM的讀寫操作完全遵守12C總線的主收從發(fā)和主發(fā)從收的規(guī)則。數(shù)據(jù)的傳送由四部分組成：起始(START)條件、從機地址的發(fā)送、數(shù)據(jù)的傳送和停止(STOP)條件。每一個時鐘高電平中期間傳送一位數(shù)據(jù)，而且在SCL線為高電平時SDA線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，否則將認為是一個控制信號。這樣設計的優(yōu)點體現(xiàn)在其簡單性和有效性上。

如圖所示電路，一般A0、A1、WP接VCC或GND，SCL、SDA接上拉電阻(上拉電阻的阻值可參考有關數(shù)據(jù)手冊選擇，通?？蛇x5K到10K的電阻，本設計中選用的電阻阻值為10K)后再接單片機的普通I/O口，即可實現(xiàn)單片機對AT24C512的操作。在對AT24C512開始操作前，需要先發(fā)一個8位的地址字來選擇芯片以進行讀寫。其中要注意“10100”為AT24C512固定的前5位二進制;A0、A1 用于對多個AT24C512加以區(qū)分;R/W為讀寫操作位，為1時表示讀操作，為0時表示寫操作。AT24C512內部有512頁，每一頁為128字節(jié)，任一單元的地址為16位，地址范圍為0000—0FFFFH。雖然FPGA芯片和單片機都有EEPROM讀寫的功能，但并不是說它們擁有各自獨立的EEPROM 芯片，而是兩片單片機共同復用EEPROM芯片。如果兩個芯片同時讀寫EEPROM芯片，則單片機肯定會產(chǎn)生死機現(xiàn)象，因此需要一個嚴格的機制保證不會出 現(xiàn)兩片單片機同時讀或者寫EPROM芯片的現(xiàn)象。該機制稱為EPROM復用關系，即采用一個握手信號協(xié)調兩者的使用。

在視頻選擇電路中采用了交流耦合技術，這樣設計有利于保持高清晰視頻信號的傳輸。同時利用FPGA作為中央控制部分的，采用了并行的兩塊單片機 做為副控芯片，一塊用于USB接口的數(shù)據(jù)控制與傳輸，另外一塊用于其它接口操作和外部存儲控制，既了協(xié)調視頻信號的實時監(jiān)控與傳輸，又能夠保證FPGA的 處理不受到外部電路的影響，大大提高了系統(tǒng)的工作效率。

來源：環(huán)境監(jiān)控 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) http://www.dr4xxf.cn/solution/  本文采集于網(wǎng)絡，如有問題有聯(lián)系刪除