基于PSTN的视频监控系统的远端设备

【摘　要】　介绍了一种在PSTN上传输实时监控图像的可行方案，重点阐述了基于TM1300终端设备的具体实现方法。
    关键词：视频监控，多媒体DSP，H．324，远端设备

1　系统组成
　　这里介绍的基于PSTN的远程视频监控系统主要由以下三部分构成：一是以计算机为核心的视频监控中心，二是远离中心的视频监控远端设备,三是用于连接中心和诸远端监控点的公共电话网。如图1所示。

　　其中，监控中心主要由计算机、视频卡、调制解调器、监视器（显示器）四部分组成。
　　计算机是监控中心的核心部件，由它完成监控系统的启动、运行和控制，即把接收到的视频码流进行解码并送去显示，处理用户的操作命令和对所监视的图像进行存储或回放。调制解调器的速率为33．6kb／s，用于完成控制中心和远端设备之间的信息传输。视频插卡的主要作用是对所监控的视频进行解码，在必要的时候也可将中心的视频信息编码发送到远端。监视器或计算机的显示器的作用就是显示所监控场景的图像。
　　本文将重点介绍远端设备的实现。
2　远端设备组成
　　远端监控设备是一种独立于计算机的设备，它由四个主要部分组成，如图2所示。
　　视音频编解码板主要用于对所摄视频进行视频压缩编码；调制解调器用于普通电话线路的通信；摄像机和云台设备用于摄取监控现场；四画面处理器用于将分布在不同地点的摄像机所摄取的画面进行分割或选择处理。

　

3　远端设备的功能
3．1　基于TM1300的视音频编码板
　　本系统采用Philips公司的TM1300 DSP芯片作为主处理器，系统框图如图3所示。
　　要说明视音频编码板的工作过程，我们可以将图3中各单元的功能和计算机中的相应部分作一简　单的类比。图中的EEPROM类似于PC中的BIOS，

FLASH MEMORY类似于PC中的硬盘，SDRAM类似于PC中的内存，V．34 Modem类似于PC中的调制解调器。
　　其工作过程简述如下：在给监控终端加电后，终端机的CPU首先从EEPROM中读取系统启动的一些重要信息，例如CPU工作的时钟频率，外围SDRAM的大小等信息。然后，CPU从EEPROM中把启动程序读入SDRAM，再由启动程序把FLASHMEMORY中的主程序读入SDRAM并开始执行。视频端口和音频端口输入的数据经主程序压缩编码后，码流通过V．34 MODEM发送至PSTN，传输到监控中心。
3．2　四画面处理和云台控制
　　本系统在远端通过四画面处理器实现4路实时视频输入，再由中心选择任意1路或4路合成一个画面传送。所监控的场景可用QCIF（176×144）或CIF（352×288）格式的视频来传送，必要时可以将现场的声音传送到中心。
　　本系统还可以通过PSTN网络实现对远端摄像机及其镜头的选择、开启、关闭、拉近、推远等控制。如果摄像机下面安装云台和云台控制器，则可由中心来控制摄像机的拍摄角度。摄像机的转动和变焦是由云台的机械装置来带动的，而云台的机械运动是由云台控制器来驱动的。云台控制器可以接收中心发来的控制码，由此来完成相应的动作。
3．3　控制信号的传输
　　作为监控系统，数据流的传输是非对称的，其中主要是远端的下行至中心的视频数据流，而监控中心为了实现对远端的控制，只需要上传少量的控制信息，而这些上行的控制信息则需要放在专门的逻辑信道里传送。当码流经过PSTN到达远端后，TM1300从码流中解出专用于控制的逻辑信道中的控制码，由TM1300的IIC接口输出，再送到云台控制器，经过译码就可以控制云台和四画面分割器了。
3．4　MODEM接口
    监控系统要实现远程通信，远端设备必须有良好的通信接口。而远端设备的TM1300提供了一个同步串行通信口（SSI），可以通过外加不同的通信前端芯片设计各种通信接口，例如PSTN接口、ISDN接口等。本系统远端设备和MODEM之间是通过一块UART模块来连接的，如图4所示。

　　接口模块包括：TM1300同步串行通信口SSI、通用MODEM、UART（通用异步收发器）等三部分。在正常工作时，TM1300的SSI收发时钟都由UART板提供。TM1300要发送的数据发到UART板缓存起来，再发往MODEM，类似地，UART将接收到的从MODEM来的数据先缓存起来，再发往TM1300的SSI端口。
4　结束语
　　由于PSTN是目前覆盖面最广且最为经济的公用通信网，因此，基于该网络的远程视频监控系统有着广泛的应用前景。用户只需要具有监控中心软件、视频卡、远端监控设备就可以搭建一个低成本的远程监控系统。这一系统允许中心通过拨号和某一远端相连接，而不必采用专线连接方式，因此，该系统可用于某些工业生产或商业现场的监视，迅速及时地对各种情况作出适当的反应。该系统还可用于无人值守地域的安全监控，以及重要交通路口、重点保护区域的远程监控。

　
　参考文献

1　朱秀昌，胡栋．数字图像通信．北京：人民邮电出版社，1994
2　陈廷标等．多媒体技术及其系统工程．南京：东南大学出版社，1996