基于CXD3142R监控系统设计

摘要：为了达到远程监控的目的，采用CXD3142R的数字成像系统构建远程监控系统，并做了远程监控的实验。实验表明，该系统通过对视频信息的记录、回放、实时传递的智能管理，实现了预置点设置、定时录像和移动侦测等功能，达到了预期的远程监控的目标。
关键词：远程监控；CXD3142R；视频信息；云台

0 引言
    随着电子通信技术的发展，监控系统已经得到普及。特别是对一些面积较大的小区来说，单纯增加保安人数，也难以有效地抑制事故的发生，难以达到预期的安全效果。监控系统的使用，不但可以把需要监视的区域监控起来，而且信息可及时地反馈到主控室。因此保安人员只需要通过主控室画面就可知道事故的发生地，可及时赶到现场进行处理，从而达到事半功倍的效果。
    本设计中采用CXD3142R实现了一个高效率、高可靠性、高安全性的监控系统，实现了对远程信息的采集、录像和移动侦测，满足了小区的智能管理。

1 系统的需求分析
    本监控系统的设计方案在满足国家电器标准和用户要求的前提下，以先进、成熟、安全、高性能价格比、易扩展为原则，建成一个先进的安防体系。该监控系统必须保证24 h连续不问断运行，为此，在系统设计中突出了系统的稳定可靠性和易维护性。
    设备部件物为标准化、模块化设计，具有良好的替代性；设备安装各部件物采用接插方式，维护简便。为了保证图像的清晰度，前端设备所有图像质量主观评价都应达到4级以上。

2 系统的总体设计
2．1 系统的硬件部暑
    为实现受控制区监控的相对自动化，保证受控区周围环境的高度安全，整个系统部署了32个监控点。其中在小区的出入口设立1台带云台的红外一体变倍摄像机与1台红外一体化摄像机，在小区主要路口及围墙的四周设立红外一体化摄像机以及球形云台，每个电梯设立1台专用摄像机共计2台，停车场设立2台球型云台与多台固定式红外摄像机。
    控制室系统设备主要有：16路硬盘录像机和CRT彩色显示器。由硬盘录像机完成云台控制、监控布防、录像等一系列控制管理功能。
2．2 总体框图设计
    本监控系统的总体框图如图1所示。系统中的CXD3142R是一款能对黄、青、品、绿四色编码CCD解码的单片大规模集成电路。它除了基本的视频信号处理功能电路外，还具有自动曝光、白平衡检测电路，同步信号发生电路和外围同步电路的功能。它最大的特点是内建微处理器能识别基本的视频功能，而无需外加处理器。同时还配备了最高510线CCD的时基匹配电路、亮度／色度的信号侦测和处理电路。

    如图1所示，实时监控图像数据从CCD经CXD3142R转换成数字格式的YUV信号，此数字信号通过外部MCU打包处理，封装成TCP／IP数据发向DVR，由此实现网络监控及记录功能。同时视频参数可由PC通过RS 232设置，并保存在E2PROM中。

3 监控系统的实现
3．1 主界面设计
    界面设计中，主要考虑用户的易用性，设计了一个美观大方、操作简便的界面。系统的主界面如图2所示，初次登录需要设置用户名和密码以防止非法用户登陆系统。

3．2 系统设置的实现
    为了提高本监控系统的灵活性，可以对系统做不同的配置，如配置视频参数、录像方式、网络参数及运行参数等。
    (1)视频参数
    视频参数包括分辨率、录制优先方式、时间标签、文件大小上限等的配置，其界面如图3所示。

    分辨率：显示与录像分辨率推荐采用640×480，分辨率越小图像越小；
    录制优先：清晰度优先，以图像画质为主进行录像；帧数优先，以画面流畅为主进行录像；
    启用时间标签：启用后，在回放画面时，画面右下角出现时间；
    文件大小上限：指每个小时录像文件空间不超过限定大小；
    视频丢失声音报警：当视频信号丢失时，主板和声卡都会输出声报。
    (2)定时录像
    定时录像参数主要有音频参数、录像方式、日期等。
    音频参数：可以选择是否在录像的时候一起录音；
    录像方式：可以是“持续录像”或“动态录像”或“不录像”；
    日期：可以对每个摄像头都采用同样的设置，也可以对同一个摄像头，不同时间段可以进行不同的录像方式。
    (3)用户管理
    管理员可以对各操作员的权限设置，其可能的权限包括：添加、编辑、删除权限。其中，“远程监控”权限指对已添加的用户设置开启主机DVR端相应的摄像头，用户在远程端用该用户名登陆时，只能够看到开启的相应摄像头。
    (4)网络设置
    在网络参数设计中，选择“启用网络”即可进行远程监测，同时可以进行HTTP服务端口选择。用户还可以设置DVR相应网络信息。默认情形下，DVR与客户端之间的网络数据是通过网络端口9000，9001，9002进行传送的。如果是通过IE浏览器进行远程监控，一般计算机的HTTP服务器网络端口默认为80，也可以更改为与操作系统或操作系统里的其他网络软件不冲突的其他数字，如：90，8080等。
    (5)运行参数管理的实现
    根据需求安排视频监控系统重启运行。相关参数有：某具体时间重新启动DVR，DVR随电脑自动运行、关闭DVR系统时自动关闭计算机。建议用户选择对DVR监控主机一星期重启一次，以便让系统更加稳定。
    (6)存储
    监控系统获取到的图像文件往往需要较大空间，存储设置保证了信息存储的有效性。系统可以支持多硬盘循环录像：DVR系统会先存储第一个序号磁盘，当第一个磁盘满了，自动走到下一个磁盘录像存储，当所有磁盘存储接近满了，此时DVR系统将会跳到最早录像的硬盘删除最早那天的录像文件，空出磁盘空间用来存储当天的录像文件，DVR系统始终这样循环录像。
    (7)云镜控制功能
    该功能需要有解码器、RS 232／RS 485转换器与云台PTZ共同实现。首先启动云镜控制；接着根据解码器说明书(镜头1对应地址一，镜头2对应地址二，依此类推)，选择控制协议，波特率；最后选择与RS 232／RS 485转换器连接的串口。
    有云台的摄像头还实现了预置点功能，可以使云镜自动转到设置好的方向。
    (8)移动侦测功能的实现
    移动侦测主要针对监控环境大部分时间静止，偶然有动态情况出现的监控环境，这种录像方式可以用在特殊需求场合或者是节省硬盘空间。用户进入参数设置中的定时录像分页，设定何时开始启动移动侦测录像。该选项还可以启动声音报警，并设置侦测触发录像的时间长度(最短时间为40s)。
    (9)回放功能
    本系统支持1／4／9／16画面分割模式。可选择不同的倍速回放，如：×1，×2，×4，×8，×16，及快速浏览(1 min回放1 h录像文件)。
    (10)其他功能
    本监控系统还可以实现对图像的亮度、对比度、色调和饱和度进行调节色彩的调节功能。同时还可实现发送报警、邮件放大、拍照、打印、备份等功能。

4 结语
    闭路电视监控系统是现代化安全系统不可缺少的部分，它能够辅助保安系统对建筑物的现场实况进行实时监控，使管理人员透过监控网络在控制室中能观察到公共场所、重要出入口、重要场所的人员活动情况，为保安系统提供了动态图像信息，为消防等系统的运行提供了监视手段。本监控系统综合考虑了技术的先进性和经济性，设计了一个有效的方案。该系统已在某花园小区安装完毕，目前工作情况良好，各项功能指标均符合设计要求，达到了小区安全防范的管理目标。