视频监控毕设最终最终副本.docx

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视频监控毕设最终最终副本

视频监视站主控电路的设计

设计总说明

本课题的目的是对视频监视系统的实现方法进行研究。

由于人们的生活需求,视频监视技术发展迅速，广泛应用于人们的日常生活当中，如工厂、学校、银行、小区、交通等场所。

视频监控系统在维护公共安全和社会稳定、保障人民群众生命财产安全、预防打击各类违法犯罪行为以及提高城市应急能力方面扮演着重要的角色。

本文主要是对单片机的研究，应用集合电子电路知识以及通信原理，设计出一种基于单片机的视频监视系统，并且用绘图软件proteus绘制出视频监视系统的电路原理图。

本论文的设计主要有以下几个方面：

首先，在设计的过程中对视频监视系统研究背景与意义进行了解，对视频监控系统的构成进行了解。

通过自己认真查阅大量资料后把视频监控系统分为主控站与被控站两个部分，并掌握其基本构成和基本原理，选择一个合适的单片机，学习单片机系统，单片机的结构、管脚，掌握其工作原理，为下一步设计奠定了基础。

其次，在掌握单片机系统后，大量查阅资料，确定使用ATMEL公司的AT89C51单片机作为设计对象，围绕着单片机AT89C51进行学习，对单片机系统进行设计。

单片机最小系统主要由电源供电电路、复位电路和振荡电路构成。

为了单片机可以稳定正常的工作，设计一个稳定的电源尤为重要。

一般只要为单片机提供一个稳定的+5V的电源就可以了，但是考虑到视频监控系统要工作在220V生活用电的环境下，所以电源电路的设计时要经过降压，稳压等过程才可以正常使用。

复位电路和振荡电路是单片机的基本电路。

为了防止单片机程序因外部干扰，进入死循环状态，从而设计一个看门狗电路。

程序运行出现问题或硬件出现故障时而无法按时“喂狗”时，看门狗电路将迫使系统自动复位而重新运行程序，防止程序跑飞或死锁。

第三，在完成了单片机的基本设计的基础上，就可以设计视频监控系统的其他部分电路了。

视频监控系统分为主控站与被控站，主控站发出的命令通过通信模块传送到被控站，选择一个合适的通信协议来满足其通信要求。

考虑到视频监控系统在日常的应用中，一般主控站与被控站之间的通信距离并不远，无需进行无线的远距离通信，所以选择一个有线的通信协议就可以了。

本次设计选取了RS-485通信协议。

在详细学习了485通信之后选择了75176这块通信芯片。

在实际应用中可能会有一些问题出现。

由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。

虽然RS-485接口采用的是差分传输方式，具有一定的抗共模干扰的能力，但当共模电压超过RS-485接收器的极限接收电压，即大于+12V或小于-7V时，接收器就再也无法正常工作了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。

所以要通过隔离器将单片机系统和RS-485收发器隔离;通过光耦将信号隔离，以彻底消除共模电压的影响。

第四，完成以上设计后，就要设计视频监视系统的主控站与被控站各自的电路部分了。

主控站，主要是键盘设计部分，键盘分为直接输入键盘和矩阵键盘，由于直接输入键盘占用的I/O口较多，造成单片机端口的浪费，为了空出端口去接其他的设备，本次设计选用了4乘4矩阵式键盘。

并且4乘4矩阵式键盘按键较多，可以满足视频监控系统主控站对被控站的切换选择，以及对被控云台的运动操作要求。

在被控站部分主要是云台，云台有两个进步电机构成，一个步进电机水平放置，来完成“左右”动作命令，一个步进电机垂直放置，来完成“上下”动作命令，可以进行云台的基本动作。

这样整个视频监控系统的电路部分就设计完成了。

最后，学习proteus专业制图工具，在掌握proteus制图软件后，用proteus软件画出视频监视的电路原理图。

关键词：

单片机；RS-458；云台；矩阵键盘

TheDesignofVideosurveillancestationmastercontrolcircuit

Introduction

Thepurposeofthisprojectistalkabouttheimplementationofvideosurveillancesystems.Becauseofthedemandofpeople’slives,videosurveillancetechnologyisdevelopingrapidly,widelyusedinpeople'sdailylives,suchasfactories,schools,banks,residential,transportationandotherplaces.Videomonitoringsystemplaysanimportantroleinthemaintenanceofpublicsecurityandsocialstability,safeguardpeople'slivesandpropertysafety,preventioncombatallkindsofcriminalactsandtoimproveemergencyresponsecapabilitiescity.

Thisarticleisthestudyofsingle-chip.Peopleuseknowledgeofacollectionofelectroniccircuitandcommunicationtheorytodesignmicrocontroller-basedvideosurveillancesystems,anddrawthecircuitprinciplediagramofvideosurveillancesystembyproteus.Thisthesisisdesignedmainlyinthefollowingaspects:

First,understandtheresearchbackground,significanceandcompositionofthevideomonitoringsystemduringthedesign.Afterreadingalotofbooks,Idevidevideosurveillancesystemsintomaincontrolstationandcontrolledstation,thenImasterbasicconstructionbasictheories.Next,Iwillchooseasingle-chiptolearnaboutsingle-chip’ssystem,construction,pinandworkingtheory.

Secondly,aftermasteringsingle-chip’ssystemtheories,IchooseATMELCorporation’sAT89C51microcontrollerasdesignobject.IlearnaboutAT89C51microcontrolleranddesignthemicrocontrollersystem.Thesmallestsingle-chipsystemmainlyconsistsofpowersupplycircuit,resetcircuitandoscillatorcircuitcomposition.Inordertostabilizethenormalworkmicrocontroller,designastablepowersupplyisparticularlyimportant.Generallyspeakingaslongasthedeviceprovidesastable5Vpowersupplycanbeok,butthevideosurveillancesystemistooperatein220Vpowerconsumptionoftheenvironment,sothedesignofthepowersupplycircuittobeproperlybeusedthroughthestep-down,voltageregulatorsandotherprocesses.Resetcircuitandoscillatorcircuitisabasiccircuitchip.Topreventthemicrocontrollerprogramenteraninfiniteloopcondition,Idesignawatchdogcircuit.Whenprogramisrunningproblemorhardwarefailureandunableto‘feedthedog’intime,thewatchdogcircuitwillforcethesystemtoautomaticallyresetandre-runtheprogramtopreventrunawayordeadlock.

Third,afterthecompletionofthesingle-chip’basicdesign,youcandesigntherestofthevideosurveillancesystemcircuitry.Videosurveillancesystemisdividedintothemasterstationandcontrolledstation.Themasterstationsendsanordertothecontrolledstation,andselectasuitablecommunicationprotocoltomeettheircommunicationrequirements.It’snotfarawaybetweenmasterstationandcontrolledstationineverydayapplications,soit’sunnecessarytouselong-distancewirelesscommunication,andchooseawiredcommunicationprotocolsisallright.ThedesignselectedforRS-485communicationprotocol.AfterthestudyofRS-485communicationprotocol,Ichoosethe75176communicationschips.Inpractice,theremaybesomeproblems.Locationconditionisverycomplex,andeachnodeexistsbetweenhighcommon-modevoltages.AlthoughtheRS-485interfaceusesadifferentialtransmissionmodewithacertainresistancetocommonmodeinterferen