基于Hi3515处理器的智能云台系统解决方案

　　随着人们安防意识的不断提高，校园安全、家居安全、公共设施安全越来越受到社会的重视。当前广泛使用的视频监控系统主要通过位置相对固定的监控主机才能获得监控信息，这种由监控人员发起的监控方式已不能满足人们日益增长的多元化需求。顺应当前发展趋势，我们整合并扩展了传统监控方式，将移动终端引入智能监控系统或网络中，并加入视频分析功能，使智能监控系统能够做到智能报警、实时控制。云台摄像机在上述智能监控系统中的作用就相当于人体的眼睛。针对以上构想，迫切需要设计普遍适用的智能云台系统，做到实时的大范围巡航和快速定点监控，准确定位突发情况，全面发挥云台摄像机作为智能眼的作用，与本地监控，移动客户端结合做到真正的智能化。

　　1 智能云台系统总体介绍

　　智能云台控制系统的主要控制模块为Hi3515微处理器，云台摄像机采集视频图像进行显示，然后根据实时监控的需要，发送云台控制命令，命令通过RS485 电平转换电路发送至云台摄像机。考虑到人机交互的需要，我们基于自主设计的GUI（ Graphic User Interface,图形用户接口） 为云台系统设计了控制界面，并且完成了实用的扩展和升级工作。智能云台系统整体架构如图1 所示，整套系统解决方案具有一定的市场竞争力。 

　　图1 智能云台系统总体架构

　　2 智能云台系统硬件设计

　　2. 1 处理器选型

　　智能云台系统是智能监控系统的子系统，考虑到智能监控的需要，我们选择了一款专业面向安防市场推出的微处理器---Hi3515,Hi3515 是基于ARM926EJ-S 处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能高集成通信媒体SoC 处理器。ARM926EJ-S处理频率达400MHz,能够满足客户日益增长的DVR、DVS、IP CAMEra 软件及其他嵌入式应用需求；200MHz 的DDR2 SDRAM 接口能够提供充足的数据处理带宽和能力； 提供H. 264 和MJPEG 多协议编解码和双码流编码能力，编解码性能高达120fps D1@ NTSC 或100fps D1@ PAL,能够满足最佳的4 路D1、8 路CIF DVR/DVS 解决方案功能、性能和成本需求； 丰富的视频输入输出接口（ CVBS、高清VGA、BT. 1120） ,高达有效分辨率1280x1024@ 60fps VGA输出能力能够给数字监控产品带来更加清晰的画质和视频体验； 集成丰富的外设接口（ SATA/SDIO/SPI /UART /USB） 方便满足多样的嵌入式设备规格需求，既简化了硬件板卡设计，又有效降低整机的BOM 成本。同时海思半导体拥有针对视频监控领域的从低端到高端的全系列芯片，这对系统升级提供了很好的保证。

　　2. 2 硬件电路设计

　　系统使用串口对云台摄像机进行控制，云台摄像机控制使用RS485 电平信号，而Hi3515 微处理器串口输出为TTL 电平信号，需要设计电平转换电路将TTL 电平信号转换为RS485 电平信号，图2 为电平转换电路原理图。 

　　图2 智能云台控制系统电平转换电路原理图。

　　云台摄像机一般在远端，控制信号的传输距离会比较长，而RS485 信号的显着特点是差分传输，抗干扰能力强，适合远距离传输，很好地满足了云台控制的要求，图2 中电平转换电路使用的芯片为MAXIM 公司的MAX3491。 

　　3 智能云台系统软件设计

　　3. 1 底层驱动设计

　　系统使用串口对云台摄像机进行控制，所以底层驱动需要做的工作就是为Hi3515 编写串口驱动。

　　3. 1. 1 串口设备注册

　　Hi3515 串口设备注册的核心结构体是uart _driver 和amba_driver,它们的定义如下： 

　　Hi3515 的串口挂载在AMBA 总线上，所以我们必须将串口设备注册到AMBA 总线，首先初始化AMBA 总线设备链表，然后判断是否有设备要添加，如果有则调用__driver_attach 函数将新设备添加至AMBA 总线设备链表。