基于LonWorks总线的远程数字视频监控系统.pdf

第卷第期增刊仪器仪表学报年月

基于总线的远程数字视频监控系统

刘庆丰‘哀荣棣冷朝霞‘
,西安理工大学西安重庆大学重庆

摘要介绍了一种基于总线的远程数字视频监控系统。在利用原有工业现场信号通道的基础上,通过实
现对工业现场的模拟视频的数字化以及数字图像的预处理,经神经元芯片,将图像数据传送至上位主机,实现图像识别及远
程监控,为远程监控系统的模拟信号数字化提供了一个新的途径。
关键词数字视频图像采集边缘提取总线远程监控

‘‘

,,夕舒,,,
鳍夕刁”办,叮,婆,

,一,

,

总线是由公司推出,产品被广泛用于
引言数据采集、工业过程控制和楼宇自动化方面。其特点是
灵活性好,是低层次测控现场总线的主流技术,通信速
随着网络和计算机技术的发展,远程控制系统已率从至,直接通信距离为
由单纯的参数控制转变为混合信号、视频及音频监控,双绞线,支持光纤、电源线等多种通信介质。
的综合控制。目前,大多数控制系统仍采用模拟视频监通过网关支持,便于远程浏览
控,但模拟视频信号的传输对距离十分敏感并且易受现场运行数据,具有良好可扩充性和跨网络的互联共
干扰而数字视频局域网监控系统不适合距离大,范围享性能。其硬件技术核心是神经元芯片,
广的工业现场。基于工业现场范围内的多个监控通道,集成了个微处理器及、、计数器、操作系统、
若直接升级为现场总线仪表,则需要大量的资金。而利运行时间数据库、收发器以及符合七层网络协议的

。
用数字视频和模式识别技术,实现对模拟仪表和工作通信协议基于总线的远程数
现场的远程监控,不失为实现模拟信号数字化的另一字视频监控系统能够在不增加原有工业现场的数据采集
途径。由于现场总线传输速度的提高,传统的视频传输通道的情况下,利用数字图像处理技术实现远程视频传

。
需要占用大量带宽已不再成为瓶颈对同一个工作现输和监控,提高系统性价比。
场的多个监控量,只需通过调整摄像头的角度,
便可实现多个监控通道的切换,具有良好的性价比。系统组成原理
现场总线的数字化、网络化的监控体系为工业现
场及远程监控提供了一个良好的网络平台。基于利用图像处理和模式识别技术实现远程监控

©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net
第期增刊基于总线的远程数字视频监控系统

的思想,系统主要实现的功能有将工作现场的模拟仪噪、滤波和边缘提取等处理,能够实现压缩功能。以上
表量值、工业现场工作状况以视频画面的方式传输,在两个单元可以采用或,但考虑到对图像预
工业现场或远程监控中心实现对多路信号的监控。前处理功能的要求和价格等因素,采用可编程控制器件
向通道的主要功能模块有数字视频采集、图像预处理实现。总线接口单元
及网络协议接口和传输单元。其原理框图见图。负责与上层主机的通讯和数据发送。后向控制通道利
视频采集单元主要将输出的模拟视频信号用原有系统,只需在中央控制单元和现场控制部分增
数字化,并针对具体应用场合进行亮度、色度等调节,加相应的控制单元,通过驱动现场的执行机构或
并负责与图像预处理单元接口和将图像送入缓存。图者进行相应的信号输出。
像预处理单元根据应用需要,对数字图像数据进行去

视频采图像缓存图像预
集单元处理单元接口上位

执行
机构卜一接口接口专人工家智系统能

图数字视频监控系统原理框图
视频采集单元。为场消隐信号,为个行周期。为奇、偶场信
视频采集芯片选用的实现,带号,为输出使能信号闭。

‘
转换,支持路模拟输入,自动增益、钳位控制,通常的视频监控图像格式为火像素,而
统一时钟,多制式解码,支持等多种格式数格式的有效像素点为因此采集时
据输出,工作方式可通过℃总线可编程。输需对图像信号进行剪裁,通过无效行和无效像素计数
入,以制式为例像素,以信号输器对和脉冲的计数原理见图,避开
出频率输出数字图像数据流,分为奇、偶场消隐、行消隐信号和部分有效信号后,使有效地址计
两场输出,采用格式,位数据。其主要控制数器开始工作。对的二分频计数,间隔像素采
信号有行参考同步信号,高电平表示一行的有集,取摄像机输入视频信号的中间部分的像
效像素,为个周期。场参考同步信号素数据。在无效像素输出期间,整个电路输出部分为高
的高电平为有效的行图像,单场为行低电平期间阻状态。

地址产生单元路
行地址计数器转
行起始地址法器多
力口换
无效像素
计数器有效像素计数器盔行内像素地址组器
二分频计数器

数据缓冲

图图像采集控制电路原理
图像输入缓存部分的地址发生电路,由行起始地号,偶场信号丢弃。每行像素的前个丢弃,无效像累

。
址和行内像素地址两部分组成由于视频信号采用的计数器值