蘇家洪

(北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，北京 100018）

引言

隨著監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的擴(kuò)展和探頭數(shù)量增多，在監(jiān)控端的圖像顯示系統(tǒng)中，經(jīng)常需要接收外部數(shù)據(jù)并把相關(guān)的信息實(shí)時(shí)地連同圖像顯示在監(jiān)控屏幕上，以便使用人員知道該圖像信息以何種方式來(lái)自何處及與之相關(guān)的信息，時(shí)間，地區(qū)徽標(biāo)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。但是對(duì)于監(jiān)控人員而言，監(jiān)控端遭到攻擊是一個(gè)值得擔(dān)心的問(wèn)題，因此，改善技術(shù)方案和增強(qiáng)安全性是對(duì)目前狀況提出的一種迫切要求。監(jiān)控人員希望所看到的是得到驗(yàn)證的真實(shí)圖像，無(wú)論時(shí)間、環(huán)境、探頭位置、角度和焦距都必須得到保證。在遠(yuǎn)程監(jiān)控場(chǎng)合，有關(guān)重要部門的監(jiān)控者往往對(duì)于接收?qǐng)D像的實(shí)時(shí)性和真實(shí)性不完全放心，尤其是如果對(duì)高科技對(duì)象實(shí)時(shí)監(jiān)控，那么，當(dāng)監(jiān)控者因故臨時(shí)離開(kāi)監(jiān)控臺(tái)一段時(shí)間后，由于不知道被監(jiān)控方是否對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了攻擊，所有被監(jiān)控的圖像也不可能同時(shí)都顯示在顯示器上，當(dāng)攝像機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)報(bào)警，并定位攝像機(jī)的位置。為處理和檢修設(shè)備提供有效地支持。

本設(shè)計(jì)是防止系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)監(jiān)控頭被拆卸或損壞。一旦出現(xiàn)這種情況，主監(jiān)控端輸出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)然，檢測(cè)出被監(jiān)控方隨意拆動(dòng)監(jiān)控頭系統(tǒng)的行為，也報(bào)警從而有效防止了因信號(hào)傳輸線路被隨意改動(dòng)而導(dǎo)致偽圖像的引入。

一、系統(tǒng)組成

實(shí)現(xiàn)以89c51為CPU的單片機(jī)控制板；以MAX7461芯片完成故障點(diǎn)的采集，能夠完成 8 路、16 路、32、64、128。路攝像機(jī)控制點(diǎn)的輸入，可以控制器級(jí)聯(lián)；實(shí)現(xiàn)64路、128路、256甚至更多路攝像機(jī)控制點(diǎn)的輸入；實(shí)現(xiàn)輸入的路數(shù)與輸出報(bào)警對(duì)應(yīng)的顯示；實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)白屏、黑屏和無(wú)任何信號(hào)以及線路損壞和隨意拆卸等故障的報(bào)警。

二、電路設(shè)計(jì)

本電路的設(shè)計(jì)是基于美信公司生產(chǎn)的MAX7461芯片，設(shè)計(jì)完成視頻信號(hào)采集和故障檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

1、MAX7461芯片

MAX7461單通道同步丟失報(bào)警器(LOS)用于復(fù)合視頻信號(hào)的同步檢測(cè)，非常適合NTSC、PAL和 SECAM標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)系統(tǒng)。MAX7461內(nèi)部提供可靠的同步檢測(cè)電路，可防止因噪聲引起的錯(cuò)誤的同步丟失報(bào)警。該器件可接受交流耦合的復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)、灰度信號(hào)(Y)或任何其它帶同步頭的視頻信號(hào)，輸出為邏輯電平信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到輸入端不存在視頻同步信號(hào)時(shí)，漏極開(kāi)路LOS輸出被拉低；當(dāng)檢測(cè)到同步信號(hào)時(shí)，LOS為高阻輸出。器件采用單+5V供電。MAX7461提供5引腳SOT23封裝，工作于-40°C至+85°C溫度范圍。

可輸入CVBS、Y或其它帶同步頭的視頻信號(hào)、同步丟失報(bào)警輸出、噪聲環(huán)境下可靠工作、"線或"報(bào)警輸出、適用于NTSC、PAL和SECAM、小尺寸5引腳SOT23封裝。

MAX7461單通道LOS報(bào)警器可理想用于任何需要檢測(cè)視、頻源是否存在的系統(tǒng)，該器件可接受交流耦合的CVBS、Y或其它帶有同步頭的視頻信號(hào)，若在LOS檢測(cè)時(shí)間(典型值為3.4ms)內(nèi)仍未檢測(cè)到輸入(IN)的復(fù)合同步信號(hào)，則拉低LOS。

箝位

MAX7461具有輸入箝位，可利用逐行偏置修正任何直流漂移。外部交流耦合電容為輸入提供直流隔離。

低通濾波器

MAX7461內(nèi)部集成了低通濾波器，以增強(qiáng)同步檢測(cè)能力，該低通濾波器通過(guò)降低色突發(fā)信號(hào)、色度和噪聲避免錯(cuò)誤的同步檢測(cè)。

同步檢測(cè)/LOS濾波器

同步檢測(cè)器監(jiān)測(cè)大于最小同步電壓(0.13VP-P)的同步脈沖。如果檢測(cè)器在超過(guò)3.4ms(典型值)的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到同步脈沖，LOS濾波器將拉低LOS。在檢測(cè)到同步脈沖至少2.2ms(典型)后，LOS 濾波器使LOS返回高阻態(tài)。LOS為漏極開(kāi)路輸出，應(yīng)在LOS與VCC間接一個(gè)1k上拉電阻。

上電復(fù)位(POR)

上電時(shí)，LOS被拉低，在釋放LOS之前，MAX7461 在 2.2ms(典型值)內(nèi)檢測(cè)有效的同步信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到輸入存在有效的同步信號(hào)時(shí)，LOS保持高阻。

輸入考慮

輸入端采用0.1F陶瓷電容交流耦合，不能采用直流耦合。輸入電容隔離直流電平，將視頻信號(hào)箝位到合適的直流電壓，以便正確進(jìn)行同步檢測(cè)。

電源旁路

仔細(xì)處理PCB布局對(duì)優(yōu)化系統(tǒng)性能非常重要。不要使用接線板或面包板。盡可能使用具有專用的低感抗接地層和電源層的多層板。將所有的GND輸入端連接至單獨(dú)的接地層，將VCC接至單獨(dú)的電源層。用0.1F電容將VCC旁路至地。

“線或”應(yīng)用

漏極開(kāi)路輸出LOS允許MAX7461用于“線或”連接。

2、邏輯電路

89C51單片機(jī)通過(guò)邏輯芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)MAX7461的片選、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)等信號(hào)的控制，攝像機(jī)的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)MAX7461芯片完成故障點(diǎn)的采集；經(jīng)過(guò)光電隔離后，在74ls245的控制下；進(jìn)入89c51單片機(jī)進(jìn)行處理。處理后的信號(hào)即為檢測(cè)到的故障點(diǎn)故障輸出報(bào)警信號(hào)。信號(hào)經(jīng)74LS244和74LA05驅(qū)動(dòng)LED燈顯示故障點(diǎn)；同時(shí)蜂鳴器鳴叫以通知人員進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)的邏輯圖如下：

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)和大家交流視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機(jī)的故障及線路問(wèn)題的檢測(cè)和報(bào)警，可以看到：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是MAX7461芯片的使用，如果沒(méi)有這款芯片或者不了解芯片的作用，要想設(shè)計(jì)同樣功能的產(chǎn)品，那是相當(dāng)?shù)睦щy。要緊扣時(shí)代的發(fā)展，才能與時(shí)俱進(jìn)。

[1]美國(guó)美信公司的max7461芯片介紹，2011，01.