解码器与监控的关系
1前言
在当前闭路电视监控系统中,采用单片机技术完成对镜头、云台(多点)的控制,已得到广泛应用。随着单片机应用技术的发展,各大公司厂家推出一系列新产品。我们选用ATMEL公司的T89051单片机应用在多点控制的闭路电视监控的解码器研制项目中,达到了设计要求,使解码器研制水平有所提高。
一般监控系统由监控主机、切换箱和多个摄像点(云台、镜头)组成,而云台和镜头的控制都是由主机通过解码器完成的,解码器在监控系统中起重要作用。
2解码器的功能特点
解码器接收从主机和各分控台发出的控制命令,解码器来控制电动云台、变焦镜头、防护罩的雨刷和灯光及摄像机的电源开关。
(1)完成对电动变焦镜头控制(焦距、无圈、变倍)
(2)完成对电动云台控制(上、下、左、右、自动巡视)
(3)完成对雨刷,电源等控制(通过继电器)
(4)完成就近对云台、镜头的控制(通过附加小键盘)
3采取技术路线
采用AT89051单片机作为解码器核心,AT89051内部具有4KEPROM,128×8RAM,2个16位定时/计数器,1个全双工串行口,该单片机具有MCS-51系列单片机的所有特性,这些性能特点,满足了设计要求。系统结构如图1。
图1系统结构图
3.1硬件设计
在系统中,解码器与控制主机的连结采用二总线串行通讯方式,所有解码器均并联在总线上。解码器以主机接收串行口RS-485控制数据信号,正确接收后,与本地址相同的解码器才能接收上位机命令。单片机系统输出控制信号驱动相应控制对象(云台、镜头等)。
(1)控制输出接口
a.镜头控制
镜头采用三可变变焦镜头(6线),镜头内部电机为双向驱动。这样结构决定控制时采用单向互锁驱动。如图2,继电器的动作由单片机的P1.0端口控制,当P1.0端输出低电平时继电器J1吸合,P1.0端输出高电平时,继电器J1释放,完成对镜头一组单向驱动控制。
图2
b.云台控制
云台由于成圈工作电压要求变流电,所以通常使用双向晶闸管驱动。光电耦合器MOC3041的作用是触发双向晶闸管以及隔离单片机系统。MOC3041输入端接AT89C51输出控制端,由A189C51P0口控制。当P0.0输出低电平时,双向晶闸管导通,驱动云台一方向动作;当P0.0输出高电平时,双向晶闸管断开。MOC3041内部带有过零控制电路,MOC3041输出端额定电压400V。云台由双向晶闸管驱动,双向晶闸管须满足:额定工作电流为云台工作电流2-3倍,额定工作电压为云台额定电压2~3倍,我们选用TLC336A芯片。如图3。
图3
(2)地址及看门狗
解码器地址可由DIP开关拨码设定送至单片机P2口。为了提高系统抗干扰能力,采用看门狗电路。
3.2系统软件编程
系统软件设计的主要任务,正确接收上位机发出的数据,经系统判断后发出指令驱动云台和镜头等。
系统软件采用模块化设计,主要由主程序、定时器中断服务程序、驱动程序等组成。
主程序主要完成所有寄存器状态、端口初始化、装载T0、T1时间参数、设置所选择的工作方式,设置中断优先级。下面以中断程序为例说明其软件实现。
在编制软件时应注意,由于镜头结构采用双向驱动方式,为了正确执行动作,避免损伤镜头电机,在输出光圈正向动作时,应先关闭光圈反向,(SETBP1.0,CLRP1.1),执行云台输出时也是这样,例如输出云台自动巡视时,应先关闭云台(上、下),这两向动作。
图4
4结论
由于采用AT89C51单片机,使解码器乃至整个监控系统稳定性有所提高,并且单片机结构简单,易于维护,功能可靠,程序修改方便,并且降低了解码器成本,具有很好的推广价值。
作者单位:赵群(黑龙江省科学院自动化研究所)
赵晓辉(七台河房产设计室)
高晓晶(哈尔滨龙江电工厂)
张平(黑龙江省客车厂)
毕海瀛(双鸭山矿务局车荣小区)
参考文献
[1]AT89系统单片机技术手册。
[2]余永权等著,单片机应用系统的功率接口技术。
参考资料:http://www.etnet.cn/message/Data/K_9/T_3/W_2987/paper.asp?KindID=9&TwigID=3&PaperID=2987