视频监控系统越来越多地走进人们的生活， 系统节能也是电子系统必须考虑的一个重要参数。对一个少有人出入的场合， 采用不间断的实时监控不仅没有必要，也会浪费很多的电能。针对这种情况， 本文设计了一个无人值守的智能监控终端。在没有人进入监控区域时，监控终端处于低能耗的休眠状态； 当红外传感器检测到有人进入监控区域时， 终端被唤醒并开始摄像， 同时将处理后的视频信号经过网络传输到监控中心， 为中心值班人员提供判断依据。对于出入人员较少的场合， 利用该监控终端可以有效减少系统能耗， 减少传输、保存的数据量， 而且不会错过监控对象。

红外传感信号处理模块

　　为了节约电能， 本终端采用红外传感器来检测监控区域有无人员进入， 只在有人员进入监控区域时， 终端才进入图像采集、处理、传输状态。本设计采用BISS0001芯片为热释电红外传感信号处理核心元件， 其应用电路如图2 所示。

　　图2 红外信号处理电路

　　图2 中，7805 为三端稳压集成电路， 为信号处理电路提供电源。BISS0001 芯片的第9 引脚为触发控制信号Vc的输入脚， 工作中应当保证输入电压， 可以通过调节电阻R3来达到目的。当有行人进入监控区域时， 热释电红外传感器PIR 将检测到的人体发出的红外线转化为电信号， 并将其送到BISS0001内部， 信号经BISS0001 处理后由2 脚输出， 输出Vo为低电平到高电平的跳变。如果BISS0001 工作在有效状态不可重复触发的情况下（即图2 中S1 接低电平）， 高电平的持续时间为Ts （Ts=49 152 R1C1）， 在Ts时间段结束时，输出Vo即刻由高电平进入低电平并被封锁TI （TI =24R2C2 ） 时长； 对于有效状态可重复触发的情况来讲（ 即图2 中S1 接高电平）， 如果在前一Ts时间段内， 输入的变化使得输出有效状态再次触发， 则Vo高电平信号将从此刻算起再持续一个Tx时长， 之后才转换为低电平并进入封锁时间TI。在封锁时间内， 即使由于负载的切换而引入的干扰也不会改变输出Vo的状态。本设计中让S1 接高电平， 红外传感信号处理电路的输出信号Vo作为DM642 的外部中断信号， 同时也作为TVP5150 芯片的节电模式输入控制信号， 如图2 所示。

图像采集模块

　　对于图像采集模块， 本设计采用TI 公司的TVP5150作为解码芯片。TVP5150 是一款超低功耗的解码芯片，正常操作时的功耗只有113 mW， 节电模式下功耗为1 mW， 并支持PAL/NTSC/SECAM 等格式， 它能将摄像头所采集到的模拟图像信号转换为YUV4:2：2 格式的ITU-R BT.656 数字信号， 它可以接收2 路复合视频信号（CVBS） 或1 路S -Video 信号， 通过I2C 总线设置内部寄存器， 可以选择输出8 位4:2：2 的ITU-R BT.656 数字信号（ 同步信号内嵌）， 以及8 位4:2：2 的ITU-R BT.601 信号（同步信号分离， 单独引脚输出）。TVP5150 与DM642 的硬件连接如图3 所示。

　　图3 TVP5150 与DM642 硬件连接图

　　TVP5150 芯片的AIP1A 和AIP1B 为模拟信号的输入端， 该引脚需接0.1～1 μF 的滤波电容，HSYNC 为行同步信号的输出引脚。由于本设计采用了同步信号内嵌的ITU-R BT.656 格式， 所以该引脚未与DM642 相关引脚相连接。PND 引脚为省电模式的控制信号输入端， 低电平有效， 与红外传感信号处理电路的输出信号Vo连接，当监控区域无行人走动时，Vo为低电平， 这将使TVP5150 芯片进入省电模式。YOUT［6:0］ 为BT.656/YUV数据输出引脚，YOUT ［7］/I2CSEL 是BT.656/YUV 数据的第7 位， 也是I2C 接口设备地址设置位，TVP5150 设备地址由I2CSEL 引脚所接的上拉电阻或下拉电阻确定，I2CSEL 引脚的状态与设备地址映射关系如表1 所示，DM642 和TVP5150 应答过程中需要从片TVP5150 的地址。SCL、SDA 分别为I2C 接口的串行时钟和数据引脚，DM642 对TVP5150 内部寄存器的访问通过I2C 总线实现。DM642 芯片的VP0D ［19:0］ 为视频口VP0 的数据总线引脚， 其中VP0D ［8:2］ 与多通道串行口McBSP0 引脚复用， 为了将VP0D ［8:2］ 配置为VP0 的低位数据引脚，需要把PERCFG 寄存器中的VP0EN 位置1。VP0CLK0 为外部像素时钟输入引脚， 与视频解码芯片TVP5150 的像素时钟输出引脚PCLK/SCLK 连接。

　　目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段：首先是基于模拟信号的电视监控系统，其功能单一、易受干扰且不易扩展；随后出现基于PC机的图像监控系统，其终端功能较强．但价格昂贵，稳定性差；近年来，随着嵌入式技术成熟，嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。

视频信号处理电路

　　本设计采用SONY公司专用信号处理器件CXD3142R作为信号处理器。CXD3142R是专用于对Ye，Cv，Mg和G补色单片CCD输出信号进行处理的低功耗、高效率的信号处理器；具有自动曝光和自动白平衡功能，可同时输出复合视频信号和YUV 8位数字信号输出。内部集成9位A／D转换器同步信号产生电路、外部同步电路和时钟控制电路。此外，CXD3142R还具有串口通信功能，用户可在PC机中预先设定好DSP中的寄存器值，通过串口下载到DSP，并对图像信号进行自动曝光和自动白平衡等处理。图2为视频信号处理模块电路连接图。

　　图 2中，H1，H2，XVl，XV2，XV3，XV4是CCD图像传感器的时序驱动信号，EEPROM用来存储DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV 数字信号。其具体工作流程：将CCD图像传感器采集的模拟信号经CXA2096N进行相关预处理后，相应数字信号经VIN引脚传给 DSP（CXD3142），DSP接收数字信号后，利用其内部AE／AWB检测电路、同步信号产生电路、外同步电路以及相关算法对其进行相关处理，处理完成后在行（H引脚）、场（V引脚）信号及时钟信号（PCLK）的控制下将8位数字信号经过D0~D7引脚传给FPGA模块进行相关处理。通过引脚SCK、 SI、SO、XCS串口通信，通过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部EEPROM通信，实现DSP相关的初始化。此外，IO引脚输出经DSP处理过的复合视频信号，通过相关接口直接在CRT显示器上显示图像处理结果。

外围接口模块

　　本设计支持RS-232C串口通信。但该串口通信需把3．3 V逻辑电平转化成RS-232C标准电平。因此采用SP3232E系列器件完成电平转换。SP3232E可从+3．0～+5．5 V的电源电压产生2Vce的RS-232C电压电平。该系列适用于+3．3 V系统。SP3232E器件的驱动器满载时典型数据速率为235 kb／s。图4为系统设计的接口 。

　　需要注意的是，由于采用SP3232E器件，其驱动能力有限，该接口电路只适用于近距离传输。如果要进行远距离传输，则必须加强信号传输能力。