基于ARM的电动云台控制器设计

论文摘要

随着科技的进步以及社会生活水平的提高,视频监控遍及我们周围的一切场所,对安防系统和使用设备的要求也越来越高。视频监控系统正朝着数字化、一体化、集成化、网络化的方向迈进。监控系统的前端设备主要是指云台和摄像头,传统的设计方法将这两者分开,各自使用一个CPU,各个部件之间的连接也较多。针对这种情况,本文提出了一种集云台转动控制、镜头参数控制以及视频图像处理于一体的控制器设计方法。既节省了硬件成本,又明显提高了系统的可靠性和稳定性。本文首先根据目前云台控制器的发展现状确定了系统要实现的功能,然后以此为依据构思了系统的总体设计方案。系统以三星公司的S3C6410为硬件平台,安装了嵌入式Linux操作系统,设计了所需的驱动程序,并添加到操作系统内核中,以此为基础进行电动云台控制器的软件设计。在硬件设计方面主要是进行电路的设计,确定了各个电路模块的芯片。然后,依据云台外形尺寸及安装位置,完成了PCB板的设计、元器件焊接和硬件调试。为了方便用户对设备进行测试,设计了一种自检方法,通过简单地设置拨码开关,可以启动云台功能的自动验证。软件设计方而首先完成了各个设备底层驱动程序的设计,包括云台设备和RS485设备。其次完成了包括云台镜头控制、通讯协议和视频图像处理在内的应用程序设计。最后,完成了上位机视频监控界面的设计。对整个系统分模块进行测试,包括自检,云台方向转动,镜头参数调节,串口通讯,视频实时显示,结果表明,系统各部分均已实现了预定功能,达到了预期效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的内容、目的及意义
• 1.3 云台控制器发展现状
• 1.4 本文所做工作及章节安排
• 2 系统总体方案设计
• 2.1 系统总体概述
• 2.2 云台镜头控制模块
• 2.3 视频处理模块
• 2.4 监控界面
• 2.5 本章小结
• 3 系统硬件设计及实现
• 3.1 系统硬件构成
• 3.2 S3C6410微处理器介绍
• 3.3 功能设置电路设计
• 3.4 电源电路设计
• 3.5 电机控制电路设计
• 3.6 镜头控制电路设计
• 3.7 通讯接口电路设计
• 3.8 本章小结
• 4 系统软件设计及实现
• 4.1 系统软件概述
• 4.2 ARM下Linux字符设备驱动程序开发
• 4.2.1 字符设备驱动简介
• 4.2.2 云台控制驱动
• 4.2.3 485驱动
• 4.3 PELCO-P协议
• 4.4 ARM下Linux应用程序开发
• 4.4.1 Linux系统下应用程序开发简介
• 4.4.2 云台设备控制软件设计
• 4.4.3 485通讯软件设计
• 4.4.4 视频处理软件设计
• 4.5 本章小结
• 5 监控软件设计
• 5.1 设计方案
• 5.2 控制命令发送
• 5.3 视频播放
• 5.4 本章小结
• 6 实验结果分析
• 7 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 在学研究成果
• 致谢