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多路视频联网监控系统设计摘要：针对牢房视频监控的实际需求，提出了一种多路音频联网器的总体设计方案，使进入联网器的每一路视频信号都能够在指定的一路或多路监视器上输出，同时完成音频信号的同步切换，从而实现了多系统间音视频信号的传输控制，使构建分布式、智能化的监控系统成为可能。详细介绍了联网器的硬件设计原理和软件流程图。本文介绍了一种低成本、高可靠性、快速的嵌入式音频联网器的软硬件实现方法。实验证明：采用双串口MCU作为牢房和控制中心的中介是一种实用、高效的系统设计方法，该系统不仅实现了音视频的实时切换，而且实现了一套完备灵活的双串口通讯协议。引言智能化、网络化、数字化视频监控系统已经是国内外发展的必然趋势[1]，它是现代化管理、监测、控制的重要手段之一，极大地提高了管理效率和自动化水平，已被广泛应用于工业、商业、金融、交通、公安、军事、及住宅小区安防等领域。为了提高监狱的自动化管理水平，本文给出了一种采用单片机(MCU)和模拟切换矩阵实现24间牢房的监控画面在控制中心监视器上任意的音视频切换。1系统设计思路1.1牢房视频监控系统总体设计牢房视频监控系统总体设计框图如图1所示。整个视频监控系统采用C/S架构，由音频联网器(简称联网器)、多台数字视频服务器(digitalvisionserverX系列，DVX)、摄像机(48个)、拾音器(48个)、对讲主机、对讲分机、分控中心组成分布式网络监控系统。联网器利用W77E58的双串口(UART0/UART1)通信，与对讲主机采取串口485(或232)双向通信，与DVX设备采取串口485广播通信，如图2所示。1.2联网器主要功能联网器主要功能包括：①来自对讲主机的4线音频做2-4线转换，转换后的输入音频同2线输入音频相联，命名为“对讲音频输出CALL”；②接收来自对讲主机的命令：485或232。理解来自对讲主机的命令，对某路音频进行2选1的选择输出Aout[i]=OddIn[i]或CALL；③在485接口上，发送某路音频Aout[i]对应的视频切换，即当前画面分割器切换到某路音频Aout[i]对应的视频上；④在串口UART0上可以下载DVX设备配置列表；⑤工作状态点灯。整个系统的工作过程为：每个牢房共有3个音频输出(1个对讲分机，两个拾音器)，两个视频输出(两个摄像头)。两个拾音器连到联网器音频输入上，通过联网器的切换送到联网器的音频输出上(BNC接口)，然后送到DVX的音频输入，进行录音。两个视频输出直接送到DVX的视频输入上，直接录像。当牢房中有人按动紧急按钮或中心呼叫某个牢房时，对讲主机通过232或485产生一个信号传到联网器的485或232的输入上。联网器产生下列动作：①将此信号经过处理后广播到联网器的各个485输出上，相应的DVX接到此命令后切换到相应的牢房画面上；②把从对讲主机的音频输出切到相应牢房的拾音器输出上，此时DVX上的录音是对讲时的声音。当牢房与分控中心开始对讲以后，监视器上自动弹出该牢房所对应的大画面；在总控中心，用M2508进行解码上电视墙，当牢房与总控中心开始对讲以后，在电视墙上自动弹出所对应的大画面。当对讲结束，监视器立即恢复原有的监控画面。12联网器硬件设计硬件设计分为两大部分：第1部分为双串口MCU的接口电路，主要包括W77E58双串口驱动接口电路；第2部分为二/四线转换电路及音频驱动接口电路，主要包括模拟音频2选1和音频输入滤波电路。另外，为了防止系统掉电和死机，造成音频通道编码信息丢失，需要外加看门狗电路。联网器硬件系统总体设计框图如图3所示。下面分别进行介绍。2.1双串口MCU的接口电路MCU选定的是一个兼容8052的8-bit微处理器W77E58[2]，它包括4个8-bitI/O端口、3个16-bit定时器/计数器、两个全双工通信的串口和12个中断源。单片机W77E58为主要控制部分，实现对模拟切换矩阵MT8816和外部存储器EEPROM的控制。由于微处理器内部存在双串口通信，相应地定义了两种通信协议[3](限于篇幅不作多叙)，完成对讲主机和DVX之间的协议转换，实现对讲主机和DVX之间数据的可靠、透明传输[4]。外部存储器EEPROM采用的是AT93C66[5]，用来缓存音频通道编码地址，使用它的目的是增强系统的可扩展性，提高单片机的数据传输速度和处理复杂通信协议的能力。由于在同DVX连接的485接...