基于MB90092型的视频监控系统的设计与实现

2006-09-06 16:09:33来源: 国外电子元器件 关键字:叠加  单片机  电路

  叠加动态伪随机符号的方法防止系统在运行时监控头被拆卸。一旦线路被拆动,主监控端给出的确认标识将不再显示,从而检测出被监控方高科技人员随意拆动监控头系统的行为,有效防止了因信号传输线路被随意改动而导致伪图像的引入,本系统能在一些要求高且监控背景不具有环境特征的特殊场合应用,例如在背景为蓝天、白墙和旷野等特殊场合及一些重要部门。

电路技术中采用顺序(轮流)传送像素的方法。在发送端按照各个像素的行列位置逐个发送到接收端,在接收端的显示屏幕上,各个像素也是一个一个显现的。所以,如果想在接收端得到预期的影像,发送端与接收端必须同步。所谓叠加,就是保证经视频信号提取电路分理出的行和场信号与所需叠加的图像信号符合同步要求的条件下,在视频信号相应的位置叠加图标信号的电平。

  本文介绍的图像叠加应用系统采用了3块主要电路:89C52型单片机、MB90092  本视频图像叠加系统探头部分附加的硬件结构如图1所示。其主要工作原理是89C52按照控制要求向MB90092发送控制命令,如显示控制和VRAM写地址控制等,而探头发出的视频信号经LA7806分离出行和场同步信号后与原视频信号一同输入MB90092;MB90092根据单片机的指令读取字库MBM29F040中的字符并将图像信号、叠加字符、符合消隐脉冲及复合同步脉冲按一定比例混合在一起,送出视频输出信号。由于线路被拆断会导致视频输入/输出信号的中断,所以单片机还通过检测LA7806,其是否有场同步来判断视频输入信号的有无,通过输出视频信号检测电路来判断视频输出信号的有无。对于异常情况,89C52将收到中断请求,随后向MB90092发出停止显示字符命令,以便向中央监控室报警。

三极管,通过调节电位器R2使D1负相端的箝位电压为1V,同时输出端的视频信号(Vout)上叠加1V的直流偏置,详见参考文献[2]。

  FUJITSU公司的MB90092是用CMOS工艺制成的OSD可编程大规模集成电路,其功能框图如图2所示,具有视频信号发生器、显示存储器(VRAM)和字形存储器接口,只需少量外部元件就可具备字符和图形显示功能。MB90092可用于计算机控制的录像机、VCD等视频设备的屏幕字符显示。该电路有视频信号输入/输出功能,可作为一种通用的OSD,完成视频信号与字符的叠加显示。可外接2M字节的ROM,可在屏幕提供两种叠加方法,分别称为主屏叠加和副屏叠加。二者可独立或重叠出现在监视器上。主屏显示支持的字符显示点阵为24×32,显示容量为12行,每行24个字符或汉字,每个字符可以是不同的颜色。字体大小的控制方式有标准(24×32点阵)、双倍宽、双倍高、双倍宽×双倍高、4倍宽×4倍高。显示位置控制可设置水平方向和垂直方向的起始位置,同时可设定行距。MB90092的内部视频信号发生器支持NTSC制式或PAL制式、可选择逐行或隔行扫描方式,并可提供Y/C,复合视频、R、G、B等多种方式输出。副屏可以辅助主屏显示附加信息,如windows的下拉菜单功能。同时,MB90092内部可自行产生同步信号,无需外加视频信号和同步信号,可直接输出叠加字符信号至监视器,在监视器上显示不同背景颜色、不同汉字颜色的文本,MB90092只有3条通信线(CS,SCLK,SIN)与89C52进行通信,由于89C52本身没有串行外设接口,因此,在软件设计中,利用89C52的普通I/0口模拟串行通信,利用软件实现模拟SPI方式进行通信,包括串行时钟、数据输入/输出及片选信号,但是MB90092没有输入到89C52的通信线,此模拟SPI系统总线只需3条线即可实现。

  MB90092与外部单片机的接口时序如图3所示。首先,CS片选有效,在每个时钟的上升沿,DATA数据1的bit进入MB90092内部的串行移位寄存器,8bit为一个字节,然后CS和SCLK分别为高电平,作为一个字节的结束,接着发送下个字节,在串行传输中,时钟对收到的bit计数,通过强制CS为高电平,可以复位串行传输,通过强制CS从高电平到低电平,清除复位,使得随后的8bit数据是一个字节数据。如果在8bit数据中间CS变为高电平,则这个数据无效。

 

  线路检测的目的有二:一是有没有视频输入信号;二是视频输出信号是不是被切断。其中,通过检测是否有场同步判断有无视频输入信号。视频信号经LA7806中央控制室的监控人员能够发现设备的异常现象,系统要对相应的情况进行报警。线路被切断的情况在一节已经介绍,本节介绍的远程检测报警系统主要检测探头被非法更换的情况。这种情况可以通过人工检测或计算机检测,人工检测仅仅可以看出字符与字符显示间比较大的差异,肉眼难以分辨的显示具体位置、外形相近的图标等还必须依靠远程计算机检测报警系统。笔者所设计的系统处于中央监控室内以配合常规中央监控系统。通过截取各个现场监控头图像并对其进行分析,发现异常并报警。

  (4)与相应的伪随机序列进行查配。

  中央监控系统装有监控软件,该软件包含网络通讯程序、软解码程序和录像程序。网络通讯程序与被监控端探头连接,提供实时监控,接收实时视频叠加图像。录像程序支持在实时监控的同时把实时监控的分离视频信号的数据流分别记录到硬盘上,提供录像资料的管理和检索。检测报警系统利用中央监控系统提供的部分功能。

  笔者设计的监控系统加载了汉字字库模块,编辑功能更强,反攻击性更高、效果更明显。硬件设计中结合了单片机微处理器控制的软件程序,达到了防调换视频设备的效果,可确保监控图像的实时性和准确性。

关键字:叠加  单片机  电路

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