远程视频监控系统中视频复用问题的解决方案

以银行远程数字视频监控系统为背景，介绍了基于MAX4312的单片机视频复用电路的设计和开发，利用Winsock控件实现远程切换命令的传输，解决了远程数字视频监控系统中的视频多路复用问题。

关键词：视频监控，MAX4312，Winsock控件，单片机

 

信息化时代，是一个建立在高速发展的网络基础之上的时代。基于TCP/IP协议的IP网络以惊人的不可阻挡之势发展着。随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为新一代远程视频监控系统。远程视频监控系统以网络技术为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放技术为核心，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。在远程视频监控系统中，每一个监控服务端需要处理远程客户端的各种服务请求，要能够实现客户端对任意某个端口的视频监控的功能，在每一个服务端对应于多路的摄像头输入端，面临的问题是如何能够快速地响应远程服务端的请求，实现对视频多路端的快速切换。

本文提供了在远程数字视频监控系统中的远程视频复用控制电路的一种实现方案，给出了硬件和软件的设计。

1 MAX4312简介

MAX4312是美国美信公司出品的高速、低功耗、单端供电的视频多路复用放大芯片。它比同类的多路复用芯片在视频信号的带宽、切换时间上都有了很大的改善。管脚的分配如图1所示，各管脚的功能如下：

IN0～IN7：8路的视频输入端；OUT：视频输出端；A0～A2：地址输入端；FB：放大器的反馈输入；SHDN：输入关断控制；VCC/VEE：电源端/接地端。

MAX4312主要是由高性能多路开关和放大器组成。当SHDN管脚输入低电平时芯片工作在关断模式，此时，输出处于高阻状态，输入电流最小化。通过这一关断模式，可以使芯片实现扩展，方便地组成大型的视频切换矩阵。此芯片的使用较容易，但是需要注意的就是对反馈阻抗RF和增益阻抗RG的选择，选择不当很容易产生意想不到的零极点，而减小带宽和引起振荡。我们推荐实现常用增益的几组阻抗，如表1所示。

 

 

 

该系列芯片有MAX4310～MAX4315，各芯片主要是输入通道数目不同，实现功能与控制方法是相同的。

2 MAX4312与AT89C52单片机组成的视频切换电路

该电路主要实现对32路视频信号通道的切换，以及对当前通道号进行数码显示。MAX4312是8路输入通道的视频复用芯片，MAX4311是4路输入通道的视频复用芯片。我们用4片MAX4312为一级输入，1片MAX4311为次级输入，可以实现8×4即32通道的切换。利用2片LED显示器即可实现对通道号的显示，采用了十进制方式。控制部分我们采用通用性很强的美国Atmel公司的AT89C52单片机，与Intel公司的MCS-51系列完全兼容，AT89C52集成了8K字节的电改写闪速ROM（PEROM），256字节的RAM，32个输入输出口，3个16位的定时器/计数器，1个双工串口。

 

 

 

视频切换电路原理如图2所示。用P1口的P1.0～P1.2实现对MAX4312视频输入地址的控制，用P1.3～P1.4实现对MAX4311的视频输入地址的控制，用P0口的P0.0～P0.6实现对当前通道号显示的LED的7段段码的控制，用P1.5和P1.6实现LED的片选控制。MAX4311的Vout即为整个系统的视频输出。

3 PC机与视频复用电路的通讯以及远程切换命令的传输

我们通过单片机的串口实现与PC机的通讯，来接收上位机的切换命令。上位机根据整个视频监控系统的切换要求来控制视频切换电路。由于电气规范的问题，我们选用美国MAXIM公司的MAX232实现对EIA-232规范的电平与TTL/CMOS电平的相互转换。通讯采用串行全双工RS-232方式，通讯波特率为9600bps，采用偶校验，8位数据位，1位停止位。PC机下发命令格式为：起始标志数据（AAH）+命令字+参数+校验和（从命令字开始到校验码前一字节的逻辑异或和）+结束标志数据（EEH）。切换电路上发命令格式为：起始标志数据（BBH）+命令字+参数+校验和（从下位机号开始到校验码前一字节的逻辑异或和）+结束标志数据（EEH）。PC机发送命令中包含所要选择的通道号，单片机以此来控制MAX4312实现切换，同时显示当前选择的通道号。单片机工作方式的设置如下：串行接口选用工作方式1，由定时器1构成波特率发生器。可通过对TMOD、SCON控制字的设置来实现。上位PC机串行通讯程序在Visual Basic6.0环境中利用MSComm为应用程序提供了串行通讯功能，它通过串行口发送和接收数据，非常方便地实现串行通讯。MSComm控件提供了一系列标准通讯命令的使用界面，用它可以建立与串行口的连接，通过串行口连接到其他通讯设备，进行数据交换，以及监视和响应串行到其他通讯设备，进行数据交换，以及监视和响应串行连接中发生的事件和错误。下面给出初始化的基本代码：

整个远程视频监控系统的监控端与客户端的命令的传输可以在Visual Basic6.0环境中利用Winsock控件来实现。通过Winsock控件可以连接到远程的计算机，利用TCP/UDP协议进行数据交换，服务端可以接受多台远程计算机的连接请求，以此创建客户端和服务端的应用程序。Winsock控件是一个非常有用的控件，很有介绍的价值。表2介绍了Winsock的一些重要的属性和事件。

 

 

4 结束语

本方案成功地解决了银行远程视频监控系统中的视频复用问题，实现了远程的视频切换控制，取得了很好的效果。视频切换电路存在很大的灵活性，易于扩展；通过串行通讯与PC机相连，占用了PC机很少的资源，是一种值得推广应用的视频多路复用解决方案。

 

参考文献

 

1 Prabhat K. Andleigh & Kiran Thakrar著，徐光佑等译.多媒体系统设计.北京：电子工业出版社，1998

2 李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1998