便携式舰艇视频监视系统检测平台设计及实现＊

2012-10-16孙义卓隋绍勇

舰船电子工程 2012年12期

孙义卓隋绍勇段涛

（海军七〇四厂青岛 266109）

1 引言

随着通信技术的快速发展，近十几年来视频监视系统经历了从模拟视频监视系统到数字视频监视系统再到网络视频监视的大发展。同样，海军列装的视频监视系统也经历了从模拟到数字再到网络视频监控的三代发展。在实际使用中证明，该系统极大地方便了部队的作战及训练任务，但是该装备型号众多，类型各异，且部件相互不兼容，又因监视系统的云台及摄像机大都安装在人员不易操作的位置，如潜艇的舱室顶部边角处、舰船的舷外等位置，给维修及检测带来很大的困难。本文提出了一个便携式舰艇视频监视系统检测平台的设计及实现方案，可有效提高舰员或技术人员对该系统维修的效率。

2 舰艇视频监视系统简介

按照视频监视系统信号传输的类型划分，海军目前列装的视频监视系统主要可分为模拟视频监视系统和数字视频监视系统（含数字视频监视和网络视频监视）两种类型。其中模拟视频监视系统主要列装于水下各大中型潜艇和早期的中型舰船。主要由室内外摄像机、室内外云台、解码器（摄像机及云台）、主机（含键盘控制器、显示器、视频矩阵主机等）几部分组成，其系统连接如图1所示。

图1 模拟视频监视系统组成框图

数字视频监视系统目前主要以网络视频监视系统为主，主要列装于各大中型水面舰船。该系统主要由室内外摄像机、室内外云台、解码器（摄像机及云台）、网络编解码器、以太网板（光纤环网网元内置板卡，为编码后的视频信号提供信道）、主机（含键盘控制器、视频服务器、显示器等）等几部分组成，其系统框图如图2所示。

图2 网络视频监视系统组成示意图

3 舰艇视频监视系统检测平台组成

图3 便携式视频监视系统检测平台组成框图

该检测平台主要由硬件系统和软件系统两大部分组成，其中硬件系统主要由PMA（便携式自动测试设备）、视频编码板、电源模块、控制板、接口模块几部分组成，其组成图如图3所示。

如图3所示，其中PMA为集成数字万用表、示波器两型仪表的便携式计算机。本检测平台的软件安装于PMA上，舰员或技术人员可在其辅助下进行相应装备的自助学习、现场可更换部件的检测等功能。视频编码板主要实现模拟视频信号的视频编码，用来检测模拟视频信号的质量、数字视频传输信道的质量等。电源模块主要为本检测平台、被检测部件进行电源供电。控制模块主要完成被测部件的串口指令发送及识别、各接口信号的分配等。接口模块主要为不同型号的视频监视系统分机及部件提供相应的接口转换。

4 舰艇视频监视系统检测平台主要功能及原理

本检测平台主要用于解码器（摄像机及云台）、摄像机、云台、网络视频编解码器、光纤环网网元视频信号传输信道等部件及分机的测试。

平台的核心为视频编码板［1］和控制板［2］，其中视频编码板基于高性能DSP芯片TMS320DM642设计，算法采用优化的H264视频压缩算法，可轻松实现高清晰图像的网络传输，其原理框图如图4。图中模拟视频信号经视频解码芯片SAA7115转换为数字信号后送入DSP进行数字图像编码，然后通过网口驱动输出。

图4 视频编码板原理框图

图5 控制板原理框图

控制板采用STM32F103微控制器为核心器件，其原理框图如图5所示。图中微处理器集成UCOSII嵌入式操作系统。主要完成与PMA、接口模块、视频编解码板的串口通信及控制，键盘的扫描等任务。

5 检测平台软件设计

检测平台软件包含视频编码板软件、控制系统软件和PMA软件三部分，下面简要介绍。

5.1 视频编码板软件［3］

视频编码软件［6］即DSP软件，该软件设计三个任务线程：输入任务、编码任务和网络任务。它们的优先级相同，但要高于空闲任务的优先级。另外设计两个同步消息以实现任务间消息传递。每个任务都有一个初始化函数，当系统启动后就依次运行每个任务的初始化函数。三个任务函数通过同步消息触发运行。DSP软件结构图如图6所示。