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监控方案设计 监控系统设计方案

作者:刚子seo 日期:2023-11-03 点击数:

其实监控方案设计 的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解监控系统设计方案,因此呢,今天小编就来为大家分享监控方案设计 的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!

监控系统设计方案

小型的监控系统本着学习的精神自己做是可以的,但如果是稍大的监控系统还是请专业的公司来做比较可行,或在专业人士的指导下。因为在施工过程中或是在日后的使用过程中,用设备较多的监控系统会出现一些用理论无法解决的问题,这就只能靠实践能力和丰富的经验来解决了。所以下面给你一个简单的监控系统方案你参考一下,里面包含了所有需采购的设备。

方案一:经济型(本方案需提供电脑和显示器)

一、报价:

1、16监控卡(硬压卡),H264压缩格式,16路输入;1200元。

2、彩色红外夜视摄像机/SH-780,420线,1Lux,彩色1/3"SONY,40米红外摄像机;10台*390=3900元

3、摄像机支架/Z5208,铸铝合金,表面烤漆;10个*30=300元。

4、摄像机专用集中供电电源,12V/34A,输入电压交流110V-265V,输入过压,过载保护;1台,300元。

5、电源盒/F8,电源保护盒,1个,30元

6、线插头/BNC75-3,信号转接头,20个*1=20元

7、线(SYV-75-3)1.5元/米*600=900、电缆线(2*0.75)2.0/米*300=600

8、PVC线管(6分管)1.5元/米*200=300

9、施工费:1000

工程总价:8550元

二、系统特点:

1.PC式工控数字硬盘录像机,通过电脑显示器监看

2.强大的处理功能,非常适合多路(8路以上)监视、录像、回放与远程网络访问的要求。

3.开放式的结构,兼容性较强,软件升级方便,以后增加摄像机、扩容比较方便。

4.如果使用不当系统易遭受病毒攻击(如上网、使用了带病毒的U盘等),需要有人值守并专业维护。

方案二16路标准型(嵌入式硬盘录像机)

一、报价:

1、16路嵌入式网络硬盘录像机/DH-DVR1604LE-A(大华),H.264压缩方式,USB2.0接口,1个SATA硬盘接口、支持SATA刻录备份,监看D1,录像支持实时CIF,支持TV/VGA/HDMI同步输出,1U机箱。配希捷1000G硬盘,LG19寸液晶显示器.1套,3800元。

2、彩色红外夜视摄像机/SH-780L,420线,1Lux,彩色1/3"SONY,40米红外摄像机;10台*390=3900元

3、摄像机支架/Z5208,铸铝合金,表面烤漆;10个*30=300元。

4、摄像机专用集中供电电源,12V/34A,输入电压交流110V-265V,输入过压,过载保护;1台,300元。

5、电源盒/F8,电源保护盒,1个,30元

6、线插头/BNC75-3,信号转接头,20个*1=20元

7、线(SYV-75-3)1.5元/米*600=900、电缆线(2*0.75)2.0/米*300=600

8、PVC线管(6分管)1.5元/米*200=300

9、施工费:1000

工程总价:11150元

该套安全监控系统的操作与普通DVD的操作方式相同,会使用DVD就能使用本硬盘录像机,完全可以随时随地查看任何时段的录像资料.通过该套安全监控系统的使用,管理者无论是在外地出差、旅游或是在家中休息,都可以随时随地观看现场的情况,如同身临其境。极大的方便了经营管理者,使他们摆脱了传统的被动式管理方法,达到了即使足不出户或远行世界,也可尽知店内“天下”大事,轻松管理,尽享工作的乐趣和事业成功的喜悦。采用持续录像方式录像保存时间为15天左右,采用移动侦测录像方式录像保存时间为20天左右。

二、系统特点:

1.强大的网络功能:远程监控,远程回放,远程录像,远程遥控;

2.既可接在电视机上,也可接到电脑显示器上观看;

3.完全脱离windows操作系统,不用担心受到病毒侵袭;

4.具备文件备份功能,支持外接USB存储设备(如普通U盘、移动硬盘、USB型刻录光驱)及刻录光驱备份;

5.断电重起,维护方便、省心。

三、方案说明

1、安防行业民用摄像设备的清晰度是用电视线(TVLINE)术语来表示,从低到高分为420线、480线、520线、550线、600线;影响摄像机清晰度及成像的还有摄像机CCD芯片,从低到高分别为1/4SHARP、1/3SHARP、1/4SONY、1/3SONY;

本方案采用的摄像设备是1/3SONY、420线的摄像机,这在普通监控场所就已经是不错的配置了。

2、现场监看的效果及清晰度是和显示设备有关系的,一般的电视机、电脑用的纯平显示器及液晶显示器都不会超过400线的,而专业级的监视器则可以达到625线、1250线等级别,所以如果是用420线的摄像机和480线的摄像机同时接入普通的显示设备在现场看是没什么差别的,只有接入专业级的监视器中才能看出差别。

3、另外一个影响现场监看及录像效果的因素就是录像设备了,录像设备的压缩格式从低高分为MJPEG、MPEG、H..264,现场监看及录像回放的效果和清晰度从低到高就是由压缩格式来决定的。本方案中的几种录像设备都选用的是H.264压缩格式。

方案一和方案二的区别在于

1)嵌入式硬盘录像机的优点是维护方便,受外因干扰少,工作区停电后再来电会自动重启进入工作状态;缺点是单台设备不能扩容,如采用16路录像机,若以后要增加到4台摄像机的话那就只能再增加一台4路硬盘录像机。

2)工控式硬盘录像机的优点是扩容方便,如需增加摄像机,只需在主机里加入相应路数的采集卡即可,相对来说扩容的成本要低;缺点是受外因干扰大,工作区停电后再来电需人工启动才能进入工作状态。

若需我们提供设备,可以给你个折扣价。两个方案中所列的设备都是知名厂商的性价比很好的产品,是我们在工程中经常采用的,尽可放心使用。

如需帮助,请到空间里查看联系方式。

怎么做一个监控方案

随着经济的快速发展,信息化产业的高速发展,现代化的综合业务信息管理系统已成为兴企、强企的重要手段。向管理要质量,向管理要效益,向管理要生机,已为商家之共识。网络管理系统和报警系统的安全防范系统正逐步涉及到多媒体、软件工程、网络技术、办公自动化等诸多技术,它以其独特的功能和先进的技术广泛应用于各行各业之中,成了综合管理系统不可缺少的重要组成部分,它能将被监控系统的图像信息准确、清晰、快速、直观地传送到监控中心,监控中心能够直接地了解和掌握各个被监控点的情况,并能及时对发生的情况做出反应和处理。

本系统针对南京帷思得有限公司监控监视系统设计。系统共分为厂房内部、厂房周界等监控场所的7个监控点。

本系统主要用于安全监控和设备监视,是生产系统重要的辅助工具,同时还具有一定的日常管理、安全管理、防盗等,日常使用的部门为公司领导、安监部等;监视的区域主要是厂房内部、厂房周界等区域。

第一章概述

一、概述

21世纪是一个信息的时代,在这个以信息技术为时代发展主流的年代中,信息的及时、直观传播已成为人们的迫切需求。特别是在生产行业中,信息的直接、实时普及需求尤为突出。而在所有信息中,语音图像信号带给人们的是最为直观的信息,也是人们倍受青睐的信息获取方式,因为它为在快节奏的工作过程中人们赢得了时间和效益。

二、系统框架

多媒体网络监控系统由前端设备(即摄像机、传感器和相关辅助设备),传输设备,中心设备(监控中心)等设备组成。

该网络监控系统主要是从厂区监控中心到其下属的多个监控点的人流、物流及场景图像的监控。是整个系统实现工业自动化、管理信息化、营业现代化的高科技运用先进体现。

本套监控系统中,主要承载监控图像、系统控制等业务。网络支持TCP/IP等多种协议。本图像监控系统能够和光缆、2M及以太通信口等多种传输通道有机结合,结构简单、可靠性高。

典型的工业电视系统构成如下:

2.1、前端设备

前端设备是指安装在现场的摄像机、镜头、云台、防护罩、解码器等设备,尽管现在工业电视的发展有一个趋势,向数字化和网络化方向发展,但这部分设备始终没变。

这部分设备的选型非常重要,要考虑以下几个方面:室内、室外、吊装、壁装、气象(气温、风力、雨、霜、雪、雷电、雾)、防爆、盐雾(海滨)、粉尘、电磁环境、接地等。比如输煤系统主要考虑防尘,制氢站主要考虑防爆,室外考虑气象,变压器及开关站考虑电磁干扰等。

目前,前端设备的发展有一个趋势,一体化球机功能越来越强,外观漂亮,正在被广泛采用,但其价格较高。

2.2、传输

传输部分最简单也最复杂。简单就是三根线,一根线、一根控制线、一根电源线。但是由于有些分布范围较大,距离远,电磁干扰大,如果需要实现在远端对各个、分站的统一监控,就必须利用有效传输媒介将各个场所的图像实时传输到监控中心,同时又将对于云台和镜头的控制信号传输到各个监控点。从成本、传输效果、传输速度、工作方式等角度综合考虑,本方案采用以下途径。

利用同轴电缆传输

同轴电缆是信号良好的传输媒介,一般300米以下采用此方案,好的电缆可以到500米。它具有价格低,性能好的特点。被广泛采用。

2.3、控制系统

控制系统是整个系统的核心,是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要由计算机处理设备、交换设备、信号处理设备、指令控制设备等组合而成。一般称为控制主机。主要功能为:信号万能切换、图像信号的校正与补偿、图像信号的字符叠加、摄像机及其辅助部件(如镜头、云台、防护罩)的遥控。对于系统功能的控制操作可通过控制键盘或利用电脑来实现。

2.4、显示设备

显示设备一般由一台或几台监视器或电视机组成,它的作用是将从前端传输来信号显示出来,在实际应用中,我们没有必要将监视器的数目与前端摄像机的数目一一对应。所以可在现场选用切换器、画面处理器或直接采用记录设备(硬盘录像机)的显示器来进行监控。这样我们就可以在控制中心的同时显示多路图像。

目前,显示设备有向计算机CRT、大屏幕投影方向转化的趋势。

2.5、记录设备

在实际应用中,某些设备的运行状况和仪表的显示除了需要实时监看外还需要将图像记录下来留档。这个时候便需要诸如长时录象机,硬盘录象机之类的图像记录装置。目前,已淘汰了磁带记录设备,取而代之的是计算机硬盘记录设备。

第二章监控系统设计原则

一、本监控系统组网原则

1、先进性

系统是在满足可靠性和实用性的前提下尽可能先进的系统,特别是符合南京帷思得公司发展并且应有成熟的系统,要为南京帷思得有限公司发展创造条件。整个系统在建成后的十年内保持先进,系统所采用的设备与技术能适应以后发展,并能够方便地升级。将成为一个先进、适应未来发展、可靠性高、保密性好、网络扩展简便、连接数据处理能力强、系统运行操纵简便的安防系统。

2、可扩展性

监控设备采用模块化结构,系统能够在监控规模、监控对象、或监控要求等发生变更时方便灵活的在硬件和软件上进行扩展,即不需要改变网络的结构和主要的软硬件设备。系统具有一定的冗余量,能够适应不断增加的业务需求,在系统加入新的监控点或监控区域时,只须建立前端监控系统并建立和监控中心的连接即可,系统监控中心的软硬件无须做大的改变,只需增加少量设备;系统具备多级组网能力以便组建更大的监控网络。

3、开放性

系统遵循开放性原则,系统提供符合国际标准的软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具,使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。整个网络是一个开放系统,能兼容不同厂商的产品,并能支持二次开发。

4、灵活性

系统组网方式灵活,系统功能配置灵活,能够充分利用现有监控子系统网络资源。系统将其他子系统都融入其中,能满足不同监控单元的业务需求,软件功能全面,配置方便。

5、可靠性

系统具备在规定的条件下和规定的时间内完成本系统的规定功能的能力,具备系统长期和稳定工作的能力,采用高可靠性措施,这些措施利用如下的技术降低系统故障概率和有关影响正常运行的随机性:

系统的使用不影响被监控设备的正常运行;

系统的局部故障不影响整个监控系统的正常工作。

系统主要设备存在结构和功能冗余,系统不存在瓶颈问题;

系统设备采用模块化结构,便于故障排除和替换;

系统具有自诊断功能,对各种程序出错、通道干扰等可自动恢复,对通信终端、软硬件故障等要能够诊断出故障并及时告警;

系统有具备处理同时发生的多事件的能力;

系统具备防雷和抗强电干扰能力。

6、系统结构

系统采用标准化、网络化、免维护式的系统结构,具有高度的可靠性和安全性,同时符合ISO/OSI开放系统互联标准。

系统具备软硬件的扩充能力,支持系统结构的扩展和功能升级;

系统为其它系统提供标准图像接口,以利于其它系统调用及二次开发;

系统所提供的支撑软件能支持用户进一步开发应用软件;

系统的软硬件接口采用国际标准或工业标准,支持与其它标准硬件、其它网络及不同生产商的设备互联。可以达到信息资源共享;

系统所选用的硬件平台是符合现代工业标准,具有一定市场销售规模的通用化、系列化的标准产品,并有可靠的维修服务支持,存在有其它替代品的可能。充分考虑到计算机硬件的飞速发展和合同签订到系统投运的时间滞后;

为适应系统多级监控要求,系统具有灵活的多级组网能力;

系统具备开放的二次接口,可以为第三方提供进行连接的接口。

7、实用性

系统具备完成工程中所要求功能的能力和水准。系统符合本工程实际需要的国内外有关规范的要求,并且实现容易、操作方便。从用户角度出发,充分利用现有资源,尽量降低系统成本,使系统具有较高的性能价格比。

8、实时性

系统实时监控设备的运行状态和参数,监测故障并及时告警。

9、安全性

系统具有安全防范和保密措施,防止非法侵入系统及非法操作。

10、标准性

系统所采用的设备及技术符合国际通用标准。

11、可维护性

监控系统的结构设计应考虑维修方便,以便缩短平均修复时间。系统具有自诊断和寻找故障程序,指出具体故障部位,在现场更换故障部件后即恢复正常;

有便于试验和隔离故障的断开点;

充分考虑市场实际,提高硬件的代换能力;

预防性维护不引起磨损性故障;

可通过系统编程修改和增加软件。

12、安全性

操作安全性:监控系统可对每一功能操作提供检查和校核,当操作有误时能自动或手动被禁止并报警。任何自动或手动操作可用存储记录或作提示指导。硬件、软件的安全性:监控系统采取以下措施保证其安全性:具有电源故障保护和自动重新启动;能预置初态和重新设置;设备故障能自动切除或切换并能故障报警;系统设计或系统性能应考虑到重载和紧急临界情况。

二、设计标准

《安全防范工程程序与要求》………………………(GA/T75—94)

《民用建筑电气设计规范》………………………(JGJ/T16—92)

《工业通信设计规范》………………………(GBF12—81)

《工业电视系统工程实际规范》……………………(GFJ115—87)

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》…………(GB50198)

地区电网数据采集与监控系统通用技术条件……… GB/T13730-92

远动设备及系统工作条件…………………………… GB/T15153-94

远动终端通用技术条件……………………………… GB/T13729-92

远动设备及系统接口………………………………… GB/T116435-1996

电力设备典型消防规程……………………………… DL5027-93

电业安全工作规范…………………………………… DL409-94

三、监控中心设计原则

1、硬件部分

●系统有足够的处理速度,以实时地处理来自各被监控点的图像数据。

●系统易于扩展,包括被监控点数目等。

●系统支持高可靠性,监控系统长时间连续工作,并且本身就用于监控其它系统或环境的运行情况,其可靠性显得尤为重要。

●系统要求足够的数据存储能力。较高的性能价格比。设备便于安装、调试、维修和升级。

●开放式体系结构,支持系统间的组网以及面向未来发展。

2、软件部分

●丰富的系统管理软件和完善的维护手段。

●支持开放的网络协议。

●良好的用户界面,中文图形界面。

●完善的应用系统功能。

●可靠、安全的操作管理。

●完善的应用系统维护手段。

●开发通用的应用开发平台及工具。

安防监控方案设计依据都有哪些啊

GB 10408.1~.9入侵探测器系列标准;

GB 12663-2001《防盗报警控制器通用技术条件》;

GB 50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》;

GB 50116-98《火灾自动报警系统设计规范》;

GB 50198-94《民用闭路监视系统工程技术规范》;

GB 50395-2007《安防监控系统工程设计规范》

GB 50396-2007《出入口控制系统工程设计规范》

GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》;

GB 50348-2004《安全防范工程技术规范》;

GB/T 16571-1996《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》;

GB/T 16572—1996《防盗报警中心控制台》;

GB 50311-2007《综合布线系统工程设计规范》;

GB/T 50312-2004《建筑及建筑群综合布线系统工程验收规范》;

GB 50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

GA 27-2002《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》;

GA 308-2001《安全防范系统验收规则》;

GA/T 70-2004《安全防范工程费用预算编制办法》;

GA/T 74-2000《安全防范系统通用图形符号》;

GA/T 75-94《安全防范工程程序与要求》;

GA/T 367-2001《安防监控系统技术要求》;

GA/T 368-2001《入侵报警系统技术要求》;

GA/T 394-2002《出入口控制系统技术要求》;

JGJ/T 16-92《民用建筑电气设计规范》;

等等

智能监控系统详细设计思路

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,监控的应用正呈爆发性的增长态势。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,即智能监控和分析技术的应用。

传统的监控由人工进行监测发现安全隐患或异常状态,或者用于事后分析,这种应用具有其固有的缺点,难以实现实时的安全监控和检测管理。带有智能分析功能的监控系统可以通过区分监控对象的外形、动作等特征,做到主动收集、分析数据,并根据预设条件执行报警、记录、分析等动作。智能监控系统可以运行于服务器,也可以运行在基于DSP的嵌入式系统上,而后者已逐渐成为主流。

智能的应用大体上可以分安防、人体行为检测和智能交通三方面的应用。其中安防应用是被广泛认为是最具潜力的市场,它包括以下几个应用类别:入侵检测,可以自动检测出画面中的运动行为特征;物品移除检测,可以自动检测物品搬移事件——当防区内某特定位置的物品被拿走或搬走时发出报警;遗留物检测,可以对遗弃物进行自动检测——当物品在某个防区内被放置或遗弃的时候自动报警;智能跟踪,可以使摄像机对自身的云台和变焦镜头进行自主PTZ驱动。人体行为检测应用包括脱岗检测(可以实现自动检测岗哨人员就位情况)、徘徊检测(对重要区域人体徘徊检测)。智能交通应用包括:对非法停留的交通工具进行检测,当交通工具在防区内非法停留时发出报警;车辆逆行检测,及时辨别逆行车辆。

随着准确率和可靠性逐步提高及产品成本的下降,智能在越来越多的场合得到了应用,它能够替代部分安防设备,降低安保人员的工作强度,提高工作效率,减少管理成本。事实上,智能的应用具有非常巨大的潜力。随着技术日趋成熟,智能技术的应用领域正在迅速扩展,这些应用主要包括上述的安防、交通以及零售、服务等行业,如人数统计、人脸识别、人群控制、注意力控制和交通流量控制等。

实时监测的需求正在快速增长,特别是随着实时安全监控应用的需求增加,实时发现安全隐患或目标异常行为的功能已经具有越来越重要的现实意义,智能监测系统产品在这种日益增长的需求带动下,正在成为监控应用的新热点。特别是随着半导体技术的进步,例如以Blackfin汇聚式处理器为代表的先进嵌入式解决平台方案的推出,具有极高性价比和极高实用性的智能分析设备不断推出,并在一些关键应用中发挥极为重要的作用。

图1:传统的监控应用示意图。

智能应用设计攻略

硬件平台方案的选择往往决定了系统的整体方案成本、性能、开发工具和方法的可用性,以及方案未来持续升级的可行性等,因此方案平台选型至关重要。智能应用自身的独特性要求在硬件平台的选择上进行综合权衡。监控系统的网络化和智能分析要求,以及大规模工程安装对成本、体积和功耗的限制,非标准化的智能分析方法和几乎定制化的方案优化方式,使得结合了MCU和DSP优势、具有软件设计灵活性和强大处理能力的汇聚式处理器方案平台体现出更加明显的优势。本文将结合ADI公司独特的Blackfin汇聚式DSP处理器的特点,分析智能设计中主要的设计技术要点。

一、硬件平台选型

可定制化能力非常重要。有很多因素制约着监控系统智能化的应用步伐:首先是智能监控的算法比较复杂,难于标准化,各个系统提供商的分析软件都有自己的独特算法,导致市场上的产品没有统一的标准;监控系统的应用场景比较复杂,用户的要求多样化,所以定制化的要求比较多。分析方案通常需要针对客户的应用特点和需求进行方案优化,采用的算法千差万别。由于智能应用的高复杂性,对方案的处理能力提出了更高的要求。MCU+ASIC的监控传统方案难以实现各种个性化的设计和高运算能力要求,即使选择普通DSP+MCU的双芯片方案通常也难以满足智能监控应用的复杂运算需求,需要增加协处理器,这种复杂的解决方案无论是BOM成本、功耗还是开发难度都不足取。Blackfin处理器充分发挥了MCU+DSP汇聚式架构的优势,满足了智能应用的系统控制和高强度的运算需求,特别是以BF561为代表的高性能双内核架构已经成为智能应用的首选方案平台。

方案的可扩展性也是需要考虑的因素。智能分析应用除了需要针对应用环境、应用目的进行方案优化外,不同的客户可能还有其他方面的不同需求。例如,当前一些领先的数字监控方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持,未来可能扩展到支持H.264 D1+CIF的双码流。随着智能分析的更广泛应用,如IP摄像机、无线监控、智能交通系统等,不同应用都可能对各种接口功能、通信标准、用户界面等的需求有较大的差异化,硬件平台方案对各种需求的灵活扩展性非常重要。正如前文所述,智能分析技术发展不过数年的时间,随着技术的不断成熟以及一些相关的标准的出台和改进,产品的可升级特性至关重要,既是开发者须关注的问题也是终端客户关切的重要特性。Blackfin DSP在算法并行处理上具有独特优势,特别是ADSP-BF561采用双DSP核,能够实现很复杂的智能处理算法。

应用优化特性。一些方案尽管具有较强的处理能力和可扩展性,方案是否主要针对应用进行过优化设计也值得关注,因为这直接关系到设计工程师可用的软硬件设计资源以及系统设计难度和可实现的性能。以Blackfin处理器为例,Blackfin为高强度、高数据率的数字和媒体处理做了专门优化:Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的Cache很好地满足了监控系统对大运算量、高数据吞吐率的要求;ADI专门开发了完全优化的音编解码器,并免费提供给大客户;针对应用Blackfin集成了很多硬件驱动,包括WiFi的驱动、音/编解码器的驱动;Blackfin的4个算术运算单元和象素指令集大大加速了运算速度;在智能分析的一些基础算子中,例如直方图统计、中值运算、Sobel运算、形态学中的膨胀运算等都可以利用Blackfin的MIN、MAX指令来消除条件跳转,节省处理器周期。不仅如此,Blackfin还支持13种非数据的向量运算。适当设计数据结构,在前背景分离、阈值计算和更新等多个环节都可以运用Blackfin的特色指令让智能分析算法更快捷。这些本身就很有效的指令中,大部分指令都能够并行执行,使得Blackfin的处理能力再加倍。

低功耗和稳定性很重要。考虑到智能监控设备通常都是一周7天,每天24小时运行的,稳定性和功耗也比较重要。在低功耗上,Blackfin处理器采用了多种节能技术:基于一种选通时钟内核设计,可按照逐条指令来选择性地切断功能单元的电源;支持多种针对所需CPU动作极少期间的断电模式;Blackfin处理器支持一种自含动态电源管理电路,借助该电路即可对工作频率和电压进行独立控制,以满足正在执行的算法的性能要求;大多数Blackfin处理器都提供片上内核稳压电路,并可在低至0.8V的电压下工作。而Blackfin独特的汇聚式处理架构、90nm工艺等打下了其领先的低功耗处理的基础。由于高处理能力,基于Blackfin平台的系统方案可以减少主芯片数量,丰富的功能和接口可以满足各种外设和功能扩展需求,降低元器件数量,从而保证更高的稳定可靠性。目前在同价位DSP中Blackfin DSP的低功耗特性和稳定性是比较好的。

支持哪些嵌入式操作系统。智能分析通常是基于网络的应用,必须要操作系统的支持,因此选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要,这样能确保未来产品在更换操作系统时不至于必须更换硬件平台,保证研发成果的持续可用性。目前可用的嵌入式操作系统众多,各具优势,硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。例如,Blackfin处理器可以支持目前主流的操作系统,包括uCLinux、ThreadX、Nucleus,uCOS-II等十多种嵌入式操作系统,客户完全可以根据其自身要求选择其熟悉的或更具成本效益的软件架构基础。

图2:基于BF561的智能监控终端框图。

二、开发工具和可用资源

智能监控设备是一个复杂的系统,涉及到复杂的软硬件设计、人机界面、通信连接等,具有较高的系统设计难度。所选择的硬件平台方案是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持,以及是否有完整的设计生态系统等,对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。事实上,并不是所有平台方案提供商都能提供这些支持。

以Blackfin系列处理器为例,采用Blackfin处理器的硬件平台从一般的DVR、IP摄像机、数字监控到智能监控,已经被全球大量的设备企业的广泛采用。Blackfin处理器获得众多企业的青睐,具有完整的开发工具和参考设计等支持是其受广泛欢迎的重要原因之一。ADI提供业界一流的工具、初学套件与支持,包括人们熟知的、能够支持其他Blackfin处理器的ADI CROSSCORE?软件与硬件工具,这些工具包括获奖的VisualDSP++?集成开发与调试环境(IDDE)、仿真器,以及EZ-KIT Lite?评估版硬件。

为提高开发效率,降低开发难度,开发时应尽量在已有的资源上进行,比如开放的例程,ADI为此提供了非常丰富的例程和资料。例如,ADI提供免费的“Image Tool Box”图像处理函数库软件包,该软件包专门针对图像处理应用常用的数学函数进行了优化,供客户在进行应用开发时调用。ADI还提供完整的参考设计,以及由本地合作伙伴开发的评估板、开发工具、算法IP、应用模块,以及由第三方合作伙伴提供包括软硬件在内的全套交钥匙方案。Blackfin处理器的监控应用目前在中国已经有多家具有丰富工程经验的第三方合作伙伴,已经建立完善的生态系统。

以ADI在今年三月份宣布提供基于该公司Blackfin BF526C的完整的IP监控和机器视觉摄像头参考设计为例,该参考设计在单个汇聚处理器上提供了强大的和音频处理能力,为工程师提供了一个统一的软件开发环境,可以实现更快的系统调试和部署,以及更低的系统成本。该处理器提供了集成的音频编解码器、流式和IP协议、片上DRAM存储器以及针对10/100以太网、USB和SD存储和本地RS-232端口的接口。这种完全可编程的解决方案可以满足多种压缩标准,例如H.264和MPEG4,支持音频G.729标准的编码。支持从控制中心到相机的双向语音通信,以及利用Pelo-P或Pelo-D协议的镜头平移、倾斜和拉伸动作。该参考设计还提供一块带双核BF561处理器的子卡,使系统能实现更高分辨率,并提供实现高级分析功能,如运动检测和跟踪。

应用方案揭秘——亿维东方智能网络摄像机

北京亿维东方科技有限公司(Emvideo)是专业智能安防产品的方案提供商,也是美国ADI公司授权的第三方合作伙伴。亿维东方目前有多款基于ADI Blackfin处理器为核心的硬件平台的产品,其中“软件+硬件”交钥匙的WiFi无线监控整体解决方案基于BF536+BF561的双处理器架构,方案硬件结构图如图3所示。

其中BF536处理器作为主处理器,除负责完成音频编码、远程控制以及用户交互控制等一些基本的管理与控制外,还负责嵌入式操作系统uClinux的运行,以及先进的智能分析功能,可以完成安防、人体行为、智能交通等多种智能分析。双核BF561作为协处理器负责编码算法,其强大的处理能力使得该方案实现了H.264基本类@Level3.0和MPEG4 D1+CIF双码流的支持,未来更将可能扩展到能够支持H.264 D1+CIF的双码流。两个处理器之间可以通过高速同步串行接口通讯,信号首先进入BF561处理器,采集编码后的码流发送到BF536处理器,然后通过网络发送到客户端进行解码显示。

图3:采用Blackfin BF536和BF561的解决方案硬件结构图。

该方案采用了先进的背景建模方法,能有效地克服光线变化、树叶摆动以及水面波纹等背景对前景目标分析产生的干扰,实现准确的前景检测,同时在目标跟踪上采用了独特的优化算放,实现了在入侵检测(包括区域警戒、绊线检测)的应用上超过90%的准确率。而所有这些都是基于BF536+BF561双处理器的硬件架构所具有的强大处理能力来实现的。

该方案的智能分析功能由亿维东方公司自主开发,独特的算法和丰富的智能分析技术开发经验确保实现客户的智能识别应用需求,并为客户提供包括软件升级在内的完善服务。由于智能识别应用目前并没有任何可循的需求标准和测试标准,因此分析方案通常需要针对客户的应用特点和需求进行方案优化。例如有些用户是地铁系统的,他们需要的功能是检测是否跨越候车的黄线、人群密度是否过大、是否有可疑的遗留物体等;有些用户是银行系统的,他们所需要的是ATM机的智能监控如分析是否有安装假键盘、安装吞卡器,在ATM机是否有暴力行为,是否出现犯罪分子的人脸等。利用该方案,客户可以根据用户的需求方便地进行调整算法。智能处理要求芯片具有强大的处理能力,有许多算法实现时得采用并行处理,Blackfin DSP在算法并行处理上具有独特的优势,特别是ADSP-BF561的双DSP核能够实现很复杂的智能处理算法。这是传统的MCU+ASIC或采用一般DSP方案所难以实现的。

该方案的软硬件都经过了应用验证,目前已经由多家客户进行生产,目标应用将主要是政府行政效能监测、教育系统等行业用户。

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