cmos高清网络摄像机设计与实现

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringHRADWAREDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCMOSNETWORKCAMERAAuthor：：：ChengjunTANGSpecialty:ElectricalEngineeringAdvisorⅠⅠⅠ:Prof.ZhengcaiFUAdvisorⅡⅡⅡ:LexinHUSchoolofElectronicsandElectricEngineeringShangha

2、iJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaDecember,2012万方数据上海交通大学工程硕士学位论文攻读硕士学位期间已发表或录用的论文第65页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文攻读硕士学位期间已发表或录用的论文第66页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要CMOS高清网络摄像机的设计与实现摘摘摘要要要随着电子技术、网络技术的快速发展，安防视频监控系统正朝着网络化、高清化和智能化方向发展。模拟视频摄像机，D1的画质以及理论上40多万的像素，已经远远不能满足上述要求。因此高清网络摄像机成为安防产业的技术

3、趋势和发展方向。为此我们需要设计一款满足市场要求高清网络摄像机。本论文以设计一款CMOS高清网络摄像机为目标，从系统架构、电路设计、电路仿真、器件选型以及硬件实现为切入点，介绍高清网络摄像机的设计和实现。本论文的主要工作如下：第一，图像采集单元的设计。分析了视频监控摄像机图像传感器原理，对比了CCD和CMOS图像传感器的优缺点，基于摄像机分辨率、功耗、集成度及成本等优势选择了更为适合的CMOS图像传感器（OmniVision公司的OV2715）为前端图像采集的传感器。本文利用CMOS图像传感器（OmniVision公司的OV2715）设计

4、了前端图像采集的硬件系统，并通过设计解决了CMOS图像传感器数模转化和传输时，电磁兼容的问题。第二，视频信号处理单元的设计。通过对高清视频流编解码技术需求的分析，选用德州仪器(TI)推出的TMS320DM368视频信号处理器做为视频处理平台。该处理器支持多种格式的高清视频，包括VC1、MPEG2、MPEG4、MJPEG以及H.264等，最高支持每秒30帧1080p的视频编码输出。本文利用此芯片做了原理图设计、PCB设计及最终实现。并且针对高第I页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要速电路部分进行了信号完整性仿真及测试，最终解决信号完整

5、性问题。第三，电源系统单元的设计。通过对IEEE802.3af标准中的以太网供电系统构成、以太网供电传输方式、以太网供电过程及其他电气特性的分析，提出了一种可以通过以太网获取电源的解决方案，并设计了其详细的电路设计原理图。经过对以上三个技术单元的研究，并且从摄像机功能需求、市场定位出发，设计了硬件系统。该硬件系统主要包括三个电路模块：图像采集单元、视频处理单元和电源系统单元。本文对这三个电路单元分别进行了原理图设计、PCB设计，以及最终产品的测试验证。从最终结果看，该CMOS高清网络摄像机能够实现以太网受电（PD）工作，通过以太网实时输出

6、每秒30帧1080p高清视频。该高清网络摄像机性能全面超越了模拟摄像机，解决了监控视频高清化、网络化的问题。关键词：：：视频监控，高清，图像传感器，电磁兼容，信号完整性，以太网供电第II页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTHRADWAREDESIGNANDIMPLEMENTAIONOFHIGHRESOLUTIONNETWORKVIDEOSUVERILLANCECAMERAABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronicandnetworktechnique,securityvideo

7、surveillancesystemisdevelopingtowardsnetworking,highdefinitionandintelligentdirection.Videoanaloguecameras,withD1resolutionandabove400thousandspixelsinpractical,haven’tmettheaboverequirements.Therefore,highdefinitionnetworkcamerabecomesthetechniquetendencyanddevelopedorie

8、ntationinthefieldofsecurityindustry.Soweneedtodesignahighdefinitionnetworkcameratomeetthemarketr