作者：合肥工業大學計算機與信息學院（230069）齊美彬 蔣建國來源：《電子技術應用》

摘要：提出一種用rs-485總線構成視頻監控系統的方法。系統用便攜式視頻壓縮終端運載視頻圖像進行實時壓縮，通過rs-485總線將壓縮圖像數據傳送給主機。 關鍵詞：視頻監控 rs-485總線 圖像壓縮 dsp芯片 rs-485總線抗干擾能力強，能實現多站遠距離通信，組網方便，成本低廉，因而在工業控制領域得到廣泛應用。隨著串行通信接口芯片和rs-485接口芯片傳輸速度的大幅度提高，使得利用rs-485總線傳輸圖像數據成為可能，但是未壓縮視頻圖像的數據量極大，即使總線傳輸速度高達1mbps，傳輸一幅512×512×8的灰度圖像就要耗時2.1s，因此必須視頻圖像數據進行壓縮編碼，再通過總線傳輸。本文介紹的視頻監控系統使用便攜式圖像壓縮終端，在攝象機的視頻輸出端對圖像信號進行采集、變換和編碼，用一對雙絞線按rs-485總線標準將壓縮后的圖像數傳送給上位機。這樣只要使用一根電纜就能構成一個64～128點的局域網，不但布線簡單，而且傳輸速率高達1mbps，遠遠超過電話網的傳輸速率。 1 視頻監控系統的組成 本監控系統的一臺主機和多臺從機組成，如圖1所示。主機為工控機，內含高速rs-485通信卡，主要完成監控系統的控制、管理和圖像數據的后期處理等任務。從機為便攜式圖像壓縮終端，該終端以ti公司的tms320vc5402數字信號處理器為核心，擴展一些外圍器件組成一個獨立的視頻圖像壓縮和傳輸設備，主要完成視頻圖像的實時采集、變換編碼和傳輸控制。主機與從機之間通過rs-485總線進行通信。主要啟動并控制網上每一次通信，每個從機有一個唯一的地址，只有被尋址的從機響應主機的命令并向主機發回信息幀。當從機數量超過64個或與主機距離超過120m時，應在網絡上加裝中繼器以保證通信速率達到1mbps。 2 便攜式圖像壓縮終端簡介 壓縮終端是本系統的關鍵部件，組成框圖如圖2所示。它以tms320vc5402 dsp為處理器，擴展了視頻器、行場分離電路、幀緩沖器、程序存儲器、串行通信接口芯片和rs-485總線接口芯片。 2.1 tms320vc5402 dsp簡介 tms320vc5402 dsp（以下簡稱c5402）是ti公司生產的新一代定點dsp芯片，時鐘頻率100mhz，性價比極高，是目前定點dsp的主流產品。c5402片內有8條數據或地址總線，構成增強型哈佛結構的總線系統，指令按流水線方式執行，大部分指令能在單周期內完成。此外還有一套并行操作指令，能在單周期內執行一次存儲/加載操作和一次算術運算，大大提高了數字信號處理的速度。c5402片內有16kw daram，可以作為程序存儲器或數據存儲器，另外還有兩個多通道緩沖串行口（mcbsp）、一個8位hpi接口、兩個16位定時器、一個六通道dma控制器和一個pll時鐘發生器。 2.2 視頻采集電路 視頻圖像信號采集由視頻緩沖器、高速a/d轉換器和行、場同步分離電路組成。a/d轉換器采用ti公司的tlv5510芯片，tlv5510為8bit、10msps的高速并行a/d轉換器，本電路中將tlv5510作為c5402的一個擴展的并行輸入口，c5402的r/w信號作為轉換時鐘信號，讀該端口時啟動a/d轉換。行、場同步分離電路輸出行同步信號、垂直同步信號和奇、偶場信號作為c5402的外部中斷輸入信號。c5402采用中斷響應方式采集一幀圖像的奇場數據和偶場數據。 2.3 存儲器配置 480kb的幀緩沖器用來存放原始圖像數據和壓縮后的圖像數據，32kb的flashrom用來存放應用程序，二者都映射到c5402的外部數據空間。由于c5402的數據空間僅為64kw，因此采用內存頁擴展技術，將外部數據空間擴展為16頁，每頁32kb。使用c5402的一個擴展輸出口作為擴展內存的頁選擇信號，分別選擇0～16頁，并且將c5402的a15腳與擴展靜態ram的使能端相連