陳海

摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電子技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,成為監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分。本文通過(guò)主要介紹了電子技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用以及硬件部分的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:電子技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào):TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0010-01

1監(jiān)控系統(tǒng)的組成

監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前安全防范中的重要組成部分,通過(guò)預(yù)先安放在現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)或者其輔助設(shè)備來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)情況的監(jiān)視。目前該系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、商業(yè)以及道路、超市等公共場(chǎng)所和特殊的辦公地點(diǎn)。

目前經(jīng)常講監(jiān)控系統(tǒng)分成前端部分、傳輸部分、控制部分和顯示部分。前端部分是視頻采集的重要組成部分,負(fù)責(zé)將采集到的信號(hào)傳送給控制中心;傳輸部分是用來(lái)傳遞信號(hào)的,目前多采用視頻基帶的傳輸方式,也可以采用光纖傳輸或無(wú)線(xiàn)傳輸;控制部分負(fù)責(zé)信號(hào)的放大與分配,并且負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備前端部分的控制等等;顯示部分則是由監(jiān)視器組成,用來(lái)顯示前端部分采集來(lái)的信號(hào)。

2電子技術(shù)的定義

電子技術(shù)是通過(guò)運(yùn)動(dòng)電子器件來(lái)設(shè)計(jì)電路,以實(shí)現(xiàn)某種特定的功能或者解決一些實(shí)際問(wèn)題,它包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大類(lèi)。信息電子技術(shù)又可以分為模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩類(lèi),所以說(shuō)電子技術(shù)就是對(duì)電子信號(hào)的發(fā)生、放大、濾波以及轉(zhuǎn)換等的處理技術(shù)。

3電子技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是電子技術(shù)、儀表技術(shù)以及計(jì)算機(jī)計(jì)算等多項(xiàng)技術(shù)融合的成果,能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制設(shè)備間的全數(shù)字化和雙向多變量數(shù)字通信,為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的全數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)[1]。

3.2 無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃俾室苍诓粩嗵岣?。在無(wú)線(xiàn)傳輸方式中比較有代表性的是ZigBee技術(shù),它的傳輸速率為10～250kb/s,用于溫度和濕度等數(shù)據(jù)的傳輸,其工作狀態(tài)下的功耗為30mW,所以其成本較低,并且能夠在10m～75m范圍間進(jìn)行信息的傳遞[2]。

ZigBee技術(shù)是未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的主流,而且支持ZigBee的設(shè)備的價(jià)格也會(huì)越來(lái)越低[3]。其應(yīng)用范圍包括對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品成分的檢測(cè)以及火警的早期檢測(cè)和預(yù)報(bào)等等。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)病人的血壓、心跳以及體溫等,減少醫(yī)生的勞動(dòng)工作量。另外該技術(shù)還可以用于家庭安全系統(tǒng)的構(gòu)建,避免了紅外裝置受角度影響的限制。

3.3 PLC技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC分為固定式和組合式兩種不同的類(lèi)型,但是其基本結(jié)構(gòu)式相同的,一般是由CPU、存儲(chǔ)器和I/O輸出設(shè)備等組成。采用PLC技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)可以用于隧道交通信號(hào)燈的控制,以及檢測(cè)電流模擬信號(hào)。一般風(fēng)機(jī)控制柜上的軟啟動(dòng)器也是采用PLC進(jìn)行控制的,通過(guò)配置開(kāi)關(guān)量來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。

4監(jiān)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中需要采集的數(shù)據(jù)量非常大,要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有較高的數(shù)據(jù)處理能力,所以我們選用DSP處理器。為了簡(jiǎn)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)的額結(jié)構(gòu),提高其運(yùn)行可靠性,設(shè)計(jì)中決定采用集成的視頻處理芯片,該類(lèi)型的芯片將信號(hào)的預(yù)處理、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換和時(shí)鐘發(fā)生器都功能集中在一起,在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程中避免了系統(tǒng)對(duì)分立元件的要求,也節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。另外,采用集成視頻處理信號(hào)只需要在新器件中加載新的寄存器初值就可以方便的改變?cè)须娐返奶匦訹4],避免了元件更換和調(diào)節(jié)過(guò)程中的不便,也減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間。這次設(shè)計(jì)我們采用的是飛利浦公司生產(chǎn)的SAA7113視頻處理芯片。

4.1 系統(tǒng)主控芯片的設(shè)計(jì)

這次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)采用了DSP處理器,它采用改進(jìn)的哈佛機(jī)構(gòu),能夠同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)指令和數(shù)據(jù);并且具有獨(dú)立的DMA控制器,能夠在不影響DSP處理速度的情況下完成數(shù)據(jù)的高速傳輸。

目前,國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是T1公司生產(chǎn)的TMS320C54x系列,其價(jià)格低,功耗小。這次設(shè)計(jì)中我們也采用該系列的產(chǎn)品其型號(hào)為T(mén)MS320VC5402。它具有40個(gè)邏輯運(yùn)算單位,內(nèi)含兩個(gè)累加器和一個(gè)40位的桶形移位器[5]。C5402內(nèi)部還有ROM單元,可以用來(lái)存儲(chǔ)程序或者數(shù)據(jù),另外還有一個(gè)緩沖串行口和8位的HPI接口,兩個(gè)16位定時(shí)器、一個(gè)六通道DMA控制器和一個(gè)PLL時(shí)鐘發(fā)生器[6]。

4.2 電源設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)中TMS320VC5402芯片要求輸入輸出的電壓為3.2V,但是內(nèi)核電壓只有1.5V,所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其他芯片的接口電壓要能夠兼容3.3V,電源的設(shè)計(jì)要特別考慮功率的影響。本次設(shè)計(jì)中電源采用雙電壓供電,這時(shí)只需要考慮上電順序的問(wèn)題。

主控芯片對(duì)上電順序的要求是電源的核電壓應(yīng)比I/O口先供電,斷開(kāi)時(shí)要晚于I/O口,且要Vd先上電,上電時(shí)要保證整個(gè)系統(tǒng)的上電過(guò)程必須在25ms內(nèi)完成。這時(shí)因?yàn)閂c先于Vd上電時(shí)對(duì)芯片本身沒(méi)有損害,只是芯片周邊的輸入和輸出變?yōu)闊o(wú)效,反之會(huì)對(duì)芯片的驅(qū)動(dòng)和緩沖造成沖擊,從而損壞芯片。所以在這次設(shè)計(jì)中我們選擇的是T1公司生產(chǎn)的TPS767D318,該電源的輸出為3.3V和1.8V的雙路輸出,保證了系統(tǒng)對(duì)功率和上電次序的要求。

4.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)

DSP系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)時(shí)鐘頻率較高,在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生干擾和被干擾的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成死機(jī)[7]。所以在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中我們還加入了復(fù)位電路,以確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。其原理是給監(jiān)視線(xiàn)提供一個(gè)高低電平發(fā)生變化的信號(hào),在規(guī)定時(shí)間內(nèi)如果沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)的變化,復(fù)位電路就會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作,反之,則繼續(xù)運(yùn)行。這次設(shè)計(jì)中我們采用的是MAXIM公司的MAX706T監(jiān)控電路,能夠滿(mǎn)足3V電源系統(tǒng)和5V電源系統(tǒng)的供電需要。

5結(jié)語(yǔ)

監(jiān)控器在日常工作和生活中具有非常重要的作用,在這次論文的寫(xiě)作過(guò)程中我們介紹了電子技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。并且對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì),分別采用了T1公司生產(chǎn)的TMS320VC5402芯片和TPS767D318以及MAXIM公司生產(chǎn)的MAX706T復(fù)位電路,確保了監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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