智能监控信号采集处理模块设计

 随着宽带有线和无线网络基础设施的完善以及全球安防市场需求的增长，视频监控的应用正呈爆发性的增长态势。视频监控系统的发展趋势非常明显，在经历了数字化和网络化之后，下一个重要的趋势就是智能化，即智能监控和视频分析技术的应用。本文带来的是一款在应用在教室内的智能视频监控设备电路设计方案。此设备的终端控制器主要实现两方面功能，一是根据主控制器的指令对一体化摄像头和云台进行控制，二是采集当前教室的语音信号并进行处理和上传。

摄像头和云台控制电路与实现：通过MAX485接收RS485控制总线的控制指令并根据指令控制继电器组动作以实现云台电机的上、下，左、右旋转和光圈电机的变焦、拉远/近、明/暗调节。用芯片MC145027完成单片机指令的解码，单片机对终端控制器的选择发送的是地址指令，对终端控制器的控制发送的是数据指令。只有当单片机发送的地址指令与MC145027设置的地址相同时，MC145027才接收单片机的数据指令，即控制指令。从而实现对每个终端的可寻址单独控制。

矩阵切换器电路

本系统设计的是容量为32路音视频的监控，为简化设计，及调试、安装、升级等的方便，32路音视频不在一块PCB板上处理，而是分成4块子板，每块子板处 N8路音视频，实现8路音视频通道的8选1输出功能，即4块子板组成一个矩阵切换器，在同一时间实现32选4输出功能。每块子板的电路图如图1所示。

图1矩阵切换器子板电路原理图

在图1中，J1…J8为继电器线圈，用双刀双掷继电器J4078实现音视频的同时切换。J11、J12为跳线插座，该跳线为子板设置地址，当设置的子板地址与主控制器的子板选择地址(A0、A1、A2)相同时，该子板块的4099处于工作状态，这时，再通过主控制器的通道选择指令(cmd0、 cmd1、 cmd2)使J1…J8中任一继电器完成切换动作，实现某一路音视频的同时选通。

语音信号采集与处理电路

因为要采集教室各个位置(一般在20~50m2范围内)的语音信号，使用普通的话筒放大电路显然达不到要求。本系统采用对数放大电路进行语音放大，比较清晰地采集到了50m2范围内各个位置的语音信号。设计的对数放大电路如图2所示。IC2为运算放大器，系统选用LM358实现二级运算放大。

图2 MIC对数放大原理图

编者结语

此设备利用传感技术和电子技术系统设计思路简单、成本低廉、方便实用。对提高学生自主学习的自觉性，监控自主学习设备和软件平台运行情况，防止人为破坏造成的不必要损失，提高设备运行的稳定性和可靠性等起到了非常重要的作用。