作者：合肥工业大学计算机与信息学院（230069）齐美彬 蒋建国来源：《电子技术应用》

摘要：提出一种用rs-485总线构成视频监控系统的方法。系统用便携式视频压缩终端运载视频图像进行实时压缩，通过rs-485总线将压缩图像数据传送给主机。 关键词：视频监控 rs-485总线 图像压缩 dsp芯片 rs-485总线抗干扰能力强，能实现多站远距离通信，组网方便，成本低廉，因而在工业控制领域得到广泛应用。随着串行通信接口芯片和rs-485接口芯片传输速度的大幅度提高，使得利用rs-485总线传输图像数据成为可能，但是未压缩视频图像的数据量极大，即使总线传输速度高达1mbps，传输一幅512×512×8的灰度图像就要耗时2.1s，因此必须视频图像数据进行压缩编码，再通过总线传输。本文介绍的视频监控系统使用便携式图像压缩终端，在摄象机的视频输出端对图像信号进行采集、变换和编码，用一对双绞线按rs-485总线标准将压缩后的图像数传送给上位机。这样只要使用一根电缆就能构成一个64～128点的局域网，不但布线简单，而且传输速率高达1mbps，远远超过电话网的传输速率。 1 视频监控系统的组成 本监控系统的一台主机和多台从机组成，如图1所示。主机为工控机，内含高速rs-485通信卡，主要完成监控系统的控制、管理和图像数据的后期处理等任务。从机为便携式图像压缩终端，该终端以ti公司的tms320vc5402数字信号处理器为核心，扩展一些外围器件组成一个独立的视频图像压缩和传输设备，主要完成视频图像的实时采集、变换编码和传输控制。主机与从机之间通过rs-485总线进行通信。主要启动并控制网上每一次通信，每个从机有一个唯一的地址，只有被寻址的从机响应主机的命令并向主机发回信息帧。当从机数量超过64个或与主机距离超过120m时，应在网络上加装中继器以保证通信速率达到1mbps。 2 便携式图像压缩终端简介 压缩终端是本系统的关键部件，组成框图如图2所示。它以tms320vc5402 dsp为处理器，扩展了视频器、行场分离电路、帧缓冲器、程序存储器、串行通信接口芯片和rs-485总线接口芯片。 2.1 tms320vc5402 dsp简介 tms320vc5402 dsp（以下简称c5402）是ti公司生产的新一代定点dsp芯片，时钟频率100mhz，性价比极高，是目前定点dsp的主流产品。c5402片内有8条数据或地址总线，构成增强型哈佛结构的总线系统，指令按流水线方式执行，大部分指令能在单周期内完成。此外还有一套并行操作指令，能在单周期内执行一次存储/加载操作和一次算术运算，大大提高了数字信号处理的速度。c5402片内有16kw daram，可以作为程序存储器或数据存储器，另外还有两个多通道缓冲串行口（mcbsp）、一个8位hpi接口、两个16位定时器、一个六通道dma控制器和一个pll时钟发生器。 2.2 视频采集电路 视频图像信号采集由视频缓冲器、高速a/d转换器和行、场同步分离电路组成。a/d转换器采用ti公司的tlv5510芯片，tlv5510为8bit、10msps的高速并行a/d转换器，本电路中将tlv5510作为c5402的一个扩展的并行输入口，c5402的r/w信号作为转换时钟信号，读该端口时启动a/d转换。行、场同步分离电路输出行同步信号、垂直同步信号和奇、偶场信号作为c5402的外部中断输入信号。c5402采用中断响应方式采集一帧图像的奇场数据和偶场数据。 2.3 存储器配置 480kb的帧缓冲器用来存放原始图像数据和压缩后的图像数据，32kb的flashrom用来存放应用程序，二者都映射到c5402的外部数据空间。由于c5402的数据空间仅为64kw，因此采用内存页扩展技术，将外部数据空间扩展为16页，每页32kb。使用c5402的一个扩展输出口作为扩展内存的页选择信号，分别选择0～16页，并且将c5402的a15脚与扩展静态ram的使能端相连