摘要：介绍了网络视频监控系统中云台控制模块的设计与实现,包括简单电路原理说明、单片机控制程序设计和嵌入式系统的驱动及控制程序设计.云台控制属于整个系统的一个功能模块,首先由DSP(BSP-15)将网络用户的云台控制操作解释为符合标准云台控制协议的命令,通过I2C发送命令给单片机(87LPC764),再由单片机通过RS-485串口将云台控制信息转发给云台摄像机,从而完成整个控制过程.
关键词： 视频监控系统云台摄像机87LPC764 , BSP-15 , Tetra
随着多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，视频监控技术在电力系统、电信机房、工厂、城市交通、水利系统、小区治安等领域得到越来越广泛的应用。而DSP技术的迅速发展，尤其是视频专用处理DSP芯片的发展，大大推动了多媒体技术的应用。Equator公司在这一领域始终走在最前沿，其推出的MAP-CA、BSP-15等专用视频处理DSP芯片，以其强大的处理能力和针对视频处理的优化性能，在业界取得了很大的成功。同时，Equator公司推出的Dolphin、Tetra、Shark等以其专用视频处理DSP为核心的嵌入式开发平台，也成为诸多视频处理设备的核心。
1 系统总体框架
Tetra开发板系统总体框架如图1所示，BSP-15的数据总线和地址总线与SDRAM、Flash以及视频输入输出芯片SAA7113和SAA7121相连，进行数据交换。另外，BSP-15作为PCI总线的主设备，控制南桥芯片VT82C686B和网络芯片RTL8139C，通过南桥芯片扩展IDE接口、RS-232串口、USB接口、ISA总线等外扩接口。音频输入输出芯片通过I2S总线控制。由于I/O口有限，因此其他控制接口和数据交互都使用I2C总线来完成，包括EEPROM、SAA7113和SAA7112和87LPC764的控制。
2 系统实现
2.1 云台控制硬件结构框图及工作原理
云台控制硬件框图如图2所示。BSP-15首先将云台控制信息通过I2C总线发送给87LPC764，87LPC764将控制码解释后，通过串行口转发到RS485接口芯片MAX487，从而将控制码通过RS485接口发送给云台摄像机。云台摄像机接收到控制码时，根据要求进行相应的云台操作。另外，87LPC764连接了PCI总线上的一条中断线,可向BSP-15申请中断来通知BSP-15云台控制状态，以及向BSP-15申请发送其他数据。
2.1.1 87LPC764
87LPC764是PHILIPS公司生产的、以加速的80C51为内核的高性能、高可靠性和低价格的工业级通用型嵌入式微处理器。内含4KB OPT程序代码控制器，128字节的用户RAM存储器，32字节用户代码存储器。具有全双工UART，内带I2C总线控制。还具有可由外部晶振或内部振荡源驱动的内部看门狗定时器，其溢出时间具有8级时间选择。
2.1.2 云台摄像机
云台摄像机的云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于摄像机与支撑物的联结，云台具有水平和垂直运动的功能。一般云台摄像机内置解码器，遵循云台控制标准协议，根据外部控制信号，可以完成指定速度的水平、垂直运动，光圈、焦距调节，摄像机关闭、开启等功能。
2.1.3 云台控制协议
当前比较通用的云台控制协议有派尔高公司推出的PELCO-D、PELCO-P协议，另外还有三星公司、Sony公司等公司针对其专用云台制定的云台协议。在开发过程中，考虑到对不同协议的云台摄像头的兼容，将云台控制设计为可兼容各类协议的通用控制模块。可根据不同云台摄像机更新监控系统的云台协议，实现对各类云台的支持。
在实际应用中，PELCO-P协议是当前业内最为流行的云台控制协议，PELCO-P协议一般采用RS-485接口进行传输，波特率一般在1200～9 600bps之间，1位起始位，1位停止位，8位数据位，无校验位。其数据传输格式如表1所示。其中地址码用于区分不同的云台摄像机，而四个数据字节则包含了本条云台控制命令的全部信息，具体数据含义如表2所示。
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