基于DSP的网络视频服务器

3.1产品介绍
视频监控系统是安全防范系统的组成部分,是一种防范能力较强的综合系统。近年来，随着计算机技术、多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展，网络环境下数字图像处理技术与安防系统综合技术迅速崛起。
因为基于数字图象处理技术的安全技术防范产品方面的设备涉及的技术比较全面，如现场的CCD图象采集与传感技术、实时图象的数字处理技术及现场传感信号的调理与变送、数字图象的网络传输及多路信号的路由管理与控制技术、数字图象显示终端和远程指挥控制及计算机软件技术等等，此类设备涉及机、电、光和计算机软件及数据通信等多项技术，是一个综合学科应用的技术门类，该系统能广泛适用于电子、机电、计算机专业及数控方面的实验实训。
3.2系统介绍
系统装置主要由CCD图像采集与传感器模块、数字云台控制设备模块、视频图像数字处理服务器、网络传输与路由管理器、控制和显示终端、报警安防联动作业模块6大部分组成。
本系统最大特点是在普通的远程视频监控系统中加入网络环境，数字图像处理功能，组成了集网络、视频、机电控制、安防于一体的网络安防系统。综合运用了多媒体视频技术、计算机网络技术、人工智能技术，实现了视频监控系统的网络化、数字化、应用的多媒体化以及管理的智能化。
下面就组成部分做简要介绍
1、CCD图像采集与传感器
图像采集前端包括CCD摄像头、现场温度采集与变送、烟雾传感及控制单元。它可以完成24小时实时红外温度信息、烟雾信息、全方位实时图像的数据采集。传感器是检测环境是否有烟雾和烟雾的浓度，例如检测起火时的浓烟。烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体，烟雾探头内部阻值发生变化，产生一个模拟值，向主机发送相应的模拟信号，从而对其进行控制。
1）CCD彩色摄像机技术指标：
1/4型（英寸）CCD拾取装置，1M像素高清晰度摄像机。
水平清晰度480线 。数字信号处理（DSP）功能降低拍摄网格图像时的彩色噪波。
垂直数字增强和数字光圈矫正功能，增强水平和垂直边缘的信号强度，提供清晰图像。
先进的数字背景光补偿（BLC）功能。拐点电路有效地扩大拍摄明亮物体时的动态范围。
50dB高信噪比，提供自然图像。
特别设计的镜头安装接口可安装C和CS型镜头，亦可使用DC或VIDEO伺服ALC镜头。
先进的电子光线控制（ELC）功能。
34倍光学变焦，1200倍数字变焦。
2）传感器技术指标：
红外温度传感单元波长范围为8 14μm，测量范围： –20 3000
能适合于测量距离比较大以及变化的场合，能达到0.03 的分辨率。
能对传感器的目标温度输出信号进行放大时，有低漂移、低失调的特点。
烟雾传感器能对烟雾进行就地监测、遥测和集中监视，能输出标准的开关信号，输出信号(无烟/有烟)：1.0(4.0)/5.0(20.0)mA DC、200/1000Hz可调。继电器接点(无烟/有烟)：通(ON)/断(OFF)。
2、数字云台控制设备
数字云台控制设备可承载摄像机、镜头等负荷的连续运转，可以完成对云台进行镜头的上下左右0-360 转动及聚焦，设定镜头在某个位置的停留时间等。
通过专用解码器的232串口接收控制命令，并进行角度实时回显。同时为了保证可以在各种恶劣环境下使用，云台采用全天候设计，可按照固定角度转动（如向上10.5°），可旋转到绝对角度，，可定时复位，可指令控制复位，计算机可读取云台角度，可自动扫描，可设置串口波特率1200、2400、4800、9600、19200，云台转动时随时通过串口返回当前角度值。
性能指标：
基于WEB服务器建立
10.94yds/100M自适应网络宽带接口
支持目前所有WEB浏览器所兼容的网络语言
32位CPU指令
网络协议:Http,TCP/IP,UDP,SMTP,PPPoE,Dynamic DNS,DNS Client,SNTP,BOOTP, DHCP,SNMP
转动范围：水平角度：0 -360 ，垂直角度：0 -180
转速速度：水平速度：50 1200/s，垂直速度：120 900/s
支持所有类型的数码摄像头
支持USB1.1＆USB2.0传输介入标准
支持PAN/TILT和云台控制USB PC 摄像头
电压/电流：5.3V/1A
环境温度:0 ～60
湿度:10%～90%mm
自带USB线
一个外部USB 2.0接口 10M/100M自适应网络接口
3、基于DSP的视频图像处理器
基于DSP的视频图像处理包括图像处理平台和烟雾、红外温度的信号处理。视频图像处理器可以实现多路图像监控，包括对图像进行编解码，有用信息的提取，还原原始信号。还可以进行各种图像处理算法实验。可以做静态、动态图像处理算法实验；边缘检测实验；直方图统计；中值滤波实验；动目标检测实验；图象回放及存储等。其核心采用TMXDM642 DSP处理器，图像处理的结果通过USB口或以太网接口送给PC机显示出来。
技术指标：
DSP计算能力：4.8亿条指令每秒；
工作主频最高720MHz， 处理性能可达5760MIPS；
有丰富的通信及系统接口：10M/100M 以太网口，2个RS232接口，RS422接口，JTAG接口，A/V接口等；
标准的PCI总线结构(PCI/HPI)；
2路PAL/NTSC标准模拟视频输入（CVBS或Y/C可选）：最大输入范围0～1Vpp；NTSC:720×525@30帧/秒
PAL：720×625@25帧/秒
1路PAL/NTSC标准模拟视频输出（CVBS+Y/C可选）：最大输出范围CVBS：0～1.23Vpp, Y: 0～1Vpp,C: 0～0.89Vpp；
NTSC:720×525@30帧/秒
PAL：720×625@25帧/秒
8路数字量输入，8路数字量输出，用于状态和报警信号的输入/输出；
256MB SDRAM；
30万门FPGA用于图像显示缓冲和图像叠加功能(On Screen Display)；
32MB的FLASH；
固化应用程序；
8位LED指示灯，指示系统工作状态。
4、网络传输与路由管理器
网络传输与路由管理系统这部分是系统的图像、控制信号的“高速公路”，通过普通网线和星点拓扑路由管理器可以实现多路信号的传输。内置web服务器，使网上授权监控者均可对其进行访问，充分利用网络资源和功能，包括：互联互通、构建大系统、实现远程监控等一系列的优越功能。可自动监测网络数据流量，根据网络上的负荷，自动控制网上图像数据流。当大量的图像需要发送到MIS网时（许多MIS网上的用户调用不同监控前端图像时），可调整图像数据带宽，并控制图像数据进入同组网络的路数，从而避免了网络拥塞。
技术指标：
压缩方式： MJPEG/MPEG-4
传输方式： 1-25帧/秒(PAL)自适应
分 辨 率： PAL/SECAM: 352X288 (CIF)X1通道
带 宽： 416kbps—1000kbps/通道,自适应
图像标准： PAL制/ NTSC制 警I/O：
报警输入： 2路传感器输入 max.12DC 50mA
报警输出： 2路光耦输出max.5VDC 0.5A
电源电压： 交流 220V
功 耗： 最大 2.5 W
管理设置： 远端通过监控软件进行设置
5、控制和显示终端
终端控制和显示系统部分实现对前端摄像机的图像信号进行切换输出，云台镜头的控制，设备状态自检，通过计算机存储、前端图像的监看。
利用软件管理可以实时监测被控现场的温度、烟雾和图像信息，利用软件管理还可以实现多路图像监控和管理，实现多路图像监控。
该部分用一般的PC机，安装厂家提供的管理软件即可完成。
6、报警安防联动作业部分
安全报警电路可联网联动，及时准确地反馈现场信息，为报警事件提供充分可靠的依据，控制中心收到报警信号后即可启动执行机构进行安全保护作业。
当控制部分分析的数据已经超出安全范围，会自动发出报警信号，接到报警信号启动机械手臂来进行安全保护作业，该作业系统是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事以及太空探索等领域都能见到它的身影。在PC机上用指令可以对机械手臂的各个自由度转轴进行精确的定位指令控制下，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业，并可形成连续的运动，做出各种复杂动作。例如让机械手臂完成书法、绘画、木偶表演、搬运物体、投篮等灵活动作。
该系统特别适合用于教学，比如机器人爱好者的制作学习、竞赛活动、科技展览、机器人竞赛、人工智能研究、机械手臂数模研究平台等。
技术参数：7个精确的伺服马达
6个自由度
静态保持力：300g
动态向上提升力：85g
使用伺服马达的扭力：3kg.cn
3.3项目介绍
该网络数字图像处理技术与安防系统不仅具有实用价值，可以实现机械自动化，便于安全管理，危险作业全机器人操作，可以自动监控并报警，远程控制机械手作业，安全系数提高，能实现安全可控。可以使学生在实验室进行现场模拟、演练和实际操作，同样可以满足高校机电、自动控制专业、计算机专业、数控专业等相关专业教师的科研开发的需要。
项目实施主要包括以下几个方面的实验实训内容：
（1）网络拓扑、网络监控实验实训项目
（2）数字图像处理方向的实验实训项目
（3）自动化安防控制系统
（4）传感技术与智能化监控系统
（5）远程网络操作控制系统
（6）数控技术基础应用
（7）数据通信基础应用
（8）计算机软件编程与应用
（9） 多功能机械手操作实训
（10）基于机械自动化机械手的数模研究
该网络数字图像处理技术与安防系统不仅实用，安全，性能稳定，现代自动化程度高，是科技教学不可多得的与实际应用贴近的一款产品。