云臺控制器的軟件設(shè)計

1、近年來，視頻監(jiān)控得到了迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣。為擴大監(jiān)控范圍，改善監(jiān)控視野，可以借助于云臺，即把攝像機裝在云臺上，通過云臺轉(zhuǎn)動帶動攝像機旋轉(zhuǎn)，同時可以控制攝像機鏡頭的參數(shù)。云臺在監(jiān)控系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用，它直接反映監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控指標(biāo)。本文設(shè)計了一種基于AT89C52單片機的電動云臺控制器。該控制器能夠接收控制臺的控制命令，控制云臺的垂直運動和水平運動，以及攝像機的聚焦/散焦，變倍近遠、光圈變力小，以調(diào)整攝像機的視野.本文在介紹課題的應(yīng)用背景的基礎(chǔ)上，重點分析了云臺所具備的功能，并針對這些功能提出了本設(shè)計的實現(xiàn)方案。在軟件程序設(shè)計中，簡要介紹了串行通訊的基本知識和詳細說明了應(yīng)用于云臺中的通

2、訊協(xié)議PELCO-D和PELCO-P等協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了各部分的軟件流程圖。最后闡述了本設(shè)計所采用的有關(guān)軟件可靠性方面的措施。通過調(diào)試、系統(tǒng)的實際運行，驗證了本設(shè)計運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了云臺的上下左右旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了對鏡頭聚焦、變倍、光圈的控制。達到了預(yù)期的應(yīng)用目標(biāo)。關(guān)鍵詞：云臺，協(xié)議,監(jiān)控系統(tǒng)，解碼器前 言 云臺控制器是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中重要的前端控制設(shè)備，它接收中心控制設(shè)備發(fā)送的串行編碼信號，通過軟件解碼后驅(qū)動不同的硬件電路，以控制云臺、鏡頭、輔助照明燈光、雨刷等操作，能方便地跟蹤被監(jiān)控目標(biāo)。中心控制設(shè)備可以是視頻矩陣切換器、控制鍵盤、多媒體計算機、數(shù)字視頻錄像機(DVR)等，中心控制設(shè)備和云臺控

3、制器之間一般通過串行RS-485接口進行通信。隨著單片機和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，解碼器也逐漸由獨立設(shè)備向模塊化發(fā)展，尤其是在智能球形攝像機中應(yīng)用得更普遍。目前視頻監(jiān)控行業(yè)還沒有建立統(tǒng)一的中心控制設(shè)備與前端控制設(shè)備之間的通信控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，各個廠商都使用各自的通信控制協(xié)議，這些協(xié)議互不兼容，常用的通信控制協(xié)議有PELCO-D,PELCO-P PANASONIC,PHILIPS,SAMSUNG,RM110,CCR-20G,AB,AD,DALLES,KALATEL, KRE-301, VICON , ORX-10, YAAN, HY , ALEC，KONY等。目前市場上的云臺控制器大部分采用撥碼開

4、關(guān)的方式，由人工選擇要選用的通信協(xié)議，本設(shè)計就是采用撥碼開關(guān)選擇多種協(xié)議像PELCO-P、PECLO-D、YAAN、明景等云臺協(xié)議，而單片機內(nèi)部根據(jù)所選協(xié)議而執(zhí)行相應(yīng)控制協(xié)議方案。本設(shè)計通過上位機控制云臺控制器執(zhí)行相應(yīng)云臺上、下、左、右。鏡頭的變焦、變倍、光圈動作等。通過測試驗證了本設(shè)計的可行性。目 錄摘 要IABSTRASCTII前 言III1緒論111191.2.3鏡頭、云臺、解碼器、轉(zhuǎn)換器的安裝方法1012132總體方案設(shè)計152.1 系統(tǒng)功能分統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計1919192020203.2.4 RS-485標(biāo)準(zhǔn)213.3 PELCO-D協(xié)議223.4 PELCO

5、-P協(xié)議253.5 YAAN協(xié)議2730334、軟件程序的實現(xiàn)3535363839405、實驗調(diào)試及結(jié)論435.1 RS485串口中斷通信實驗43435.3 撥碼開關(guān)實驗446、總結(jié)及展望456.1 總結(jié)456.2 云臺發(fā)展趨勢展望46參考文獻50致 謝52附 錄 一 硬件電路53附 錄 二 軟件程序551緒論課題的應(yīng)用背景1、解碼器 解碼器，國外稱其為接收器/驅(qū)動器（Receiver/Driver）或遙控設(shè)備（Telemetry），是為帶有云臺、變焦鏡頭等可控設(shè)備提供驅(qū)動電源并與控制設(shè)備如矩陣進行通訊的前端設(shè)備。通常，解碼器可以控制云臺的上、下、左、右旋轉(zhuǎn)，變焦鏡頭的變焦、聚焦、光圈以及對防

6、護罩雨刷器、攝像機電源、燈光等設(shè)備的控制，還可以提供若干個輔助功能開關(guān)，以滿足不同能夠用戶的實際需要。高檔次的解碼器還帶有預(yù)置位和巡游功能。 解碼器按照云臺供電電壓分為交流解碼器和直流解碼器。交流解碼器為交流云臺提供交流230V或24V電壓驅(qū)動云臺轉(zhuǎn)動；直流解碼器為直流云臺提供直流12V或24V電源，如果云臺是變速控制的還要要求直流解碼器為云臺提供0-33或36V直流電壓信號，來控制直流云臺的變速轉(zhuǎn)動。 按照通訊方式分為單向通訊解碼器和雙向通訊解碼器。單向通訊解碼器只接收來自控制器的通訊信號并將其翻譯為對應(yīng)動作的電壓/電流信號驅(qū)動前端設(shè)備；雙向通訊的解碼器除了具有單向通訊解碼器的性能外還向控制

7、器發(fā)送通訊信號，因此可以實時將解碼器的工作狀態(tài)傳送給控制器進行分析，另外可以將報警探測器等前端設(shè)備信號直接輸入到解碼器中由雙向通訊來傳誦現(xiàn)場的報警探測信號，減少線纜的使用。 按照通訊信號的傳輸方式可分為同軸傳輸和雙絞線傳輸。一般的解碼器都支持雙絞線傳輸?shù)耐ㄓ嵭盘?，而有些解碼器還支持或者同時支持同軸電纜傳輸方式，也就是將通訊信號經(jīng)過調(diào)制與視頻信號以不同的頻率共同傳輸在同一條視頻電纜上。 解碼器的電路是以單片機為核心，由電源電路、通訊接口電路、自檢及地址輸入電路、輸出驅(qū)動電路、報警輸入接口等電路組成。 解碼器一般不能單獨使用，需要與系統(tǒng)主機配合使用。 云臺是一種安裝在攝像機支撐物上的工作臺，用于攝

8、像機與支撐物的聯(lián)結(jié)，云臺具有水平和垂直運動的功能。 云臺按照可以運動功能分為水平云臺和全方位（全向）云臺。 按照工作電壓分為交流定速云臺和直流高變速云臺。 按照承載重量分為輕載云臺、中載云臺和重載云臺。 按照負載安裝方式分為頂裝云臺和側(cè)裝云臺。 根據(jù)使用環(huán)境分為通用型和特殊型。通用型是指使用在無可燃、無腐蝕性氣體或粉塵的大氣環(huán)境中，又可分為使用型和室外型。最典型的特殊型應(yīng)用是防爆云臺。2.2、云臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 全方位云臺內(nèi)部有兩個電機，分別負責(zé)云臺的上下和左右各方向的轉(zhuǎn)動。其工作電壓的不同也決定了該云臺的整體工作電壓，一般有交流 24V、交流220V及直流12V。當(dāng)接到上、下動作電壓時，垂直電機

9、轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速箱帶動垂直傳動輪盤轉(zhuǎn)動；當(dāng)接到左、右動作電壓時，水平電機轉(zhuǎn)動并經(jīng)減速箱帶動云臺底部的水平齒輪盤轉(zhuǎn)動。 需要說明的是云臺都有水平、垂直的限位栓，云臺分別由兩個微動開關(guān)實現(xiàn)限位功能。當(dāng)轉(zhuǎn)動角度達到預(yù)先設(shè)定的限位栓時，微動開關(guān)動作切斷電源，云臺停止轉(zhuǎn)動。限位裝置可以位于云臺外部，調(diào)整過程簡單，也可以位于云臺內(nèi)部，通過外設(shè)的調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，調(diào)整過程相對復(fù)雜。但外置限位裝置的云臺密封性不如內(nèi)置限位裝置的云臺。 室外云臺與室內(nèi)云臺大體一致，只是由于室外防護罩重量較大，使云臺的載重能力必須加大。同時，室外環(huán)境的冷熱變化大， 易遭到雨水或潮濕的侵蝕。因此室外云臺一般都設(shè)計成密封防雨型。另外室外云

10、臺還具有高轉(zhuǎn)矩和扼流保護電路以防止云臺凍結(jié)時強行起動而燒毀電機。在低溫的惡劣條件下還可以在云臺內(nèi)部加裝溫控型加熱器。3、通用型云臺的性能指標(biāo)云臺的轉(zhuǎn)動速度 云臺的轉(zhuǎn)動速度衡量云臺檔次高低的重要指標(biāo)。云臺水平和垂直方向是由兩個不同的電機驅(qū)動的，因此云臺的轉(zhuǎn)動速度也分為水平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。由于載重的原因，垂直電機在啟動和運行保持時的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實際監(jiān)控時對水平轉(zhuǎn)速的要求要高于垂直轉(zhuǎn)速，因此一般來說云臺的垂直轉(zhuǎn)速要低于水平轉(zhuǎn)速。 交流云臺使用的是交流電機，轉(zhuǎn)動速度固定，一般為水平轉(zhuǎn)動速度為4°/秒6°/秒，垂直轉(zhuǎn)動速度為3°/秒6°/秒。有的

11、廠家也生產(chǎn)交流型高速云臺，可以達到水平15°/秒，垂直9°/秒，但同一系列云臺的高速型載重量會相應(yīng)降低。 直流型云臺大都采用的是直流電機，具有轉(zhuǎn)速高、可變速的優(yōu)點，十分適合需要快速捕捉目標(biāo)的場合。其水平最高轉(zhuǎn)速可達4050°/秒，垂直可達1024°/秒。另外直流型云臺大都具有變速功能。變速的效果由控制系統(tǒng)和解碼器的性能決定，以使云臺電機根據(jù)輸入的電壓大小做相應(yīng)速度的轉(zhuǎn)動。常見的變速控制方式有兩種，一種是全變速控制，就是通過檢測操作員對鍵盤操縱桿控制的位移量決定對云臺的輸入電壓，全變速控制是在云臺變速范圍內(nèi)實現(xiàn)平緩的變速過渡。另外一種是分檔遞進式控制，就是

12、在云臺變速范圍內(nèi)設(shè)置若干擋，各檔對應(yīng)不同的電壓（轉(zhuǎn)動速度），操作前必須先選擇所需轉(zhuǎn)動的速度檔，在對云臺進行各方向的轉(zhuǎn)動操作。云臺的轉(zhuǎn)動角度 云臺的轉(zhuǎn)動角度尤其是垂直轉(zhuǎn)動角度與負載（防護罩/攝像機/鏡頭總成）安裝方式有很大關(guān)系。云臺的水平轉(zhuǎn)動角度一般都能達到355°，因為限位栓會占用一定的角度，但會出現(xiàn)少許的監(jiān)控死角。有些云臺改進了限位裝置使其可以達到360°甚至365°（有5°的覆蓋角度），以消除監(jiān)控死角；有些球型云臺增加電動滑環(huán)裝置，可使球型云臺360連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而線纜不會絞纏在一起。用戶使用時可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行限位設(shè)置。例如安裝在墻壁上的壁裝式

13、，即使云臺具有360°的轉(zhuǎn)動角度，實際上只需要監(jiān)視云臺正面的180°角度，即使轉(zhuǎn)動到后面方向的180°也只能看到安裝面（墻壁），沒有實際監(jiān)控意義。因此壁裝式只需要監(jiān)視水平180°的范圍，角裝式只需監(jiān)視270°的范圍。這樣避免云臺過多地轉(zhuǎn)動到無需監(jiān)控的位置，也提供了云臺的使用效率。 頂裝式云臺的垂直轉(zhuǎn)動角度一般為+30°至-90°，側(cè)裝的垂直轉(zhuǎn)動角度可以達到±180°，不過正常使用時垂直轉(zhuǎn)動角度在+20°至-90°即可。云臺的載重量 云臺的最大負載是指垂直方向承受的最大負載能力。攝像機的

14、重心（包括防護罩）到云臺工作面距離為50mm，該重心必須通過云臺回轉(zhuǎn)中心，并且與云臺工作面垂直，這個中心即為云臺的最大負載點，云臺的承載能力是以此點作為設(shè)計計算的基準(zhǔn)。如果負載位置安裝不當(dāng)，重心偏離回轉(zhuǎn)中心，增大了負載力矩，實際的載重量將小于最大負載量的設(shè)計值。因此云臺垂直轉(zhuǎn)動角度越大，重心偏離也越大，相應(yīng)的承載重量就越小。 云臺的載重量是選用云臺的關(guān)鍵，如果云臺載重量小于實際負載的重量不僅會使操作功能下降，而且云臺的電機、齒輪也會因長時間超負荷損壞。云臺的實際載重量可從3kg到50kg不等，同一系列的云臺產(chǎn)品，側(cè)裝時的承載能力要大于頂裝，高速型的承載能力要小于普通型。使用環(huán)境指標(biāo) 室內(nèi)使用的

15、云臺的要求不高，云臺的使用環(huán)境的各項指標(biāo)主要針對室外使用的云臺。其中包括使用環(huán)境溫度限制、濕度限制、防塵防水的IP防護等級。一般室外環(huán)境使用的云臺溫度范圍為-20至+60，如果使用在更低溫度的環(huán)境下，可以在云臺內(nèi)部加裝溫控型加熱器使溫度下限達-40或更低。濕度指標(biāo)一般為95%不凝結(jié)。防塵防水的IP等級應(yīng)達到IP66以上。IP防護等級的高低反映了設(shè)備的密封程度，主要指防塵和液體的侵入，它是一種國際標(biāo)準(zhǔn)，符合1997年的BS5490標(biāo)準(zhǔn)和1976年的IECS529標(biāo)準(zhǔn)。IP后的第一個數(shù)值表示抗固體的密封保護程度，第二位表示抗液體保護程度，第三位表示抗機械沖擊碰撞。實際當(dāng)中一般只用的前兩位，即IPX

16、X.另外在實際使用中應(yīng)根據(jù)環(huán)境選擇使用相適合的材料和防護層，如鐵質(zhì)外殼不適合使用在潮濕和具有腐蝕性的環(huán)境中。其各位含義如下表1-1:表1-1 IP防護級別各位含義第一位第二位第三位0無保護     無保護無保護1固體物質(zhì)達50mm，如手偶然接觸水的垂直下落，如冷凝2固體物質(zhì)答案12mm，如手指水的直接噴灑，傾斜不超過15°3固體物質(zhì)超2.5mm，如工具、電線水的噴灑，傾斜不超過60°4固體物質(zhì)超過1mm，如工具、細電線水從各個方向噴灑，允許有限侵入5防塵有限侵入（保證對設(shè)備無損害）水從各個方向低壓噴射，允許有限侵入碰撞能量2J6安全防塵

17、60;水從各個方向高壓噴射，如船艙，允許有限侵入7浸入水下15cm至1m  碰撞能量6J8長時間浸入水下9碰撞能量20J回差回差也稱為齒輪間隙（Gear Backlash），是考察云臺轉(zhuǎn)動精度的重要指標(biāo)?？煽啃栽婆_的可靠性一般以平均故障（間隔）時間MTBF、平均修理時間MTTR、平均無故障時間MTTF及為動開關(guān)的極限次數(shù)等指標(biāo)衡量。4、特殊用途的云臺云臺的應(yīng)用范圍很廣，各種特殊行業(yè)也對云臺產(chǎn)品有一定的需求，由于使用環(huán)境特殊因此需要云臺產(chǎn)品具有滿足現(xiàn)場環(huán)境特殊防護性能，常見的有水下型、高溫型、低溫型、防腐型和防爆型。特殊云臺對使用的材料、防護等級、防護方式等都有嚴格的要求，并必須遵守相

18、應(yīng)的行業(yè)特殊標(biāo)準(zhǔn)。其中以防爆型云臺最為突出。防爆設(shè)備簡述石油、化工、煤炭和國防等許多工業(yè)部門，在生產(chǎn)、加工、運輸和貯存的各個過程中，經(jīng)?？赡苄孤痘蛞缟⒊龈鞣N各樣的易燃易爆氣體、液體和各種粉塵及纖維。這類物質(zhì)與空氣混合后，可能成為具有爆炸危險的混合物，當(dāng)混合物的濃度達到爆炸濃度范圍時，一旦出現(xiàn)火源即會引起爆炸和發(fā)生火災(zāi)等嚴重事故。當(dāng)前已經(jīng)研制出隔爆型、本質(zhì)安全型、增安型、正壓型、充油型、充砂型、無火花型等多種型式的防爆電氣設(shè)備。可燃性氣體、蒸汽級別、溫度組別舉例如下，凡是用于煤礦井下的防爆設(shè)備為I類設(shè)備，其它用于工廠的防爆設(shè)備為II類設(shè)備。在II類設(shè)備中按適用于爆炸性氣體混合物最大試驗安全間隙或

19、最小點燃電流比分為A、B、C三級。T1值T6為設(shè)備允許表面最高溫度，T1450、T2300、T3200、T4135、T5100、T685。    I類設(shè)備的表面可能堆積粉塵時，允許最高表面溫度為150；II類設(shè)備的允許最高表面溫度為T4135、T5100、T685。    對于電壓不超過1.2V、電流不超過0.1A，且能量不超過20微焦或功率不超過25mw的電氣設(shè)備，在經(jīng)過防爆檢驗部門認可后，可直接使用于工廠爆炸性氣體環(huán)境中和煤礦井下。（二）防爆原理防爆設(shè)備的應(yīng)用原理一般有間隙型、防止接觸型、采用安全措施型及其它如利用爆炸的滯后特性支撐超前斷電等其他防爆

20、原理。其中適用于電視系統(tǒng)的有間隙防爆原理和采用安全措施防爆原理。間隙防爆原理    電火花及電弧可以引燃爆炸性混合物。由德國建立起來的間隙隔爆結(jié)構(gòu)，是防止電弧等引燃周圍爆炸性混合物較可靠的方法。它具有一個足夠牢固的外殼，能經(jīng)受內(nèi)部爆炸氣體混合物產(chǎn)生的最大爆炸壓力，確保不變形或損壞，并具有一定結(jié)構(gòu)間隙以使噴射出來的燃燒生成物通過一定的法蘭長度冷卻到低于外部爆炸性混合物的自燃溫度。結(jié)構(gòu)間隙可以是平面結(jié)合面或圓筒結(jié)合面組成，還可以是曲路、螺紋或屏障式等結(jié)構(gòu)組成。除此之外。如微孔、網(wǎng)罩、疊片、充砂等結(jié)構(gòu)也屬于這種原理的防爆形式。采用安全措施的防爆原理    在設(shè)

21、備上采用一系列的安全措施使其在最大限度內(nèi)不致產(chǎn)生火花、電弧或危險溫度，或采用有效的保護元件使其產(chǎn)生的火花、電弧或溫度不能引燃爆炸性混合物，以達到防爆目的。防爆增安型、本質(zhì)安全型等電氣設(shè)備都采用這一原理制造的。 防爆設(shè)備的標(biāo)志    隔爆型防爆設(shè)備“d”、本質(zhì)安全型設(shè)備有“ia”和“ib”。設(shè)備外殼的明顯處應(yīng)設(shè)置清晰永久性凸紋標(biāo)志“Ex”。同時設(shè)備外殼的明顯處還應(yīng)設(shè)置銘牌，并可靠地固定。上應(yīng)該有“Ex”標(biāo)志，防爆型式標(biāo)志，并順次標(biāo)明防爆型式、類別、級別、溫度組別等；防爆合格證編號；出產(chǎn)日期、產(chǎn)品編號、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中指出必須注明的內(nèi)容等。例如“d II BT3”表示隔爆型II類B級

22、T3溫度組防爆設(shè)備。防爆設(shè)備的材料    對于隔爆型防爆設(shè)備外殼應(yīng)能承受1.5倍內(nèi)部實際最大爆炸壓力，但不得小于3.5×105 Pa。用于I類采掘工作面的設(shè)備，外殼須采用鋼板或鑄鋼制成；I類非采掘工作面的設(shè)備，其外殼可用牌號不低于HT25-47灰鑄鐵制成；I類攜帶式設(shè)備和II類設(shè)備，外殼可用抗拉強度不低于117.6N/mm2（12kg /mm2）、含鎂量不大于0.5%（重量比）的輕合金制成。本質(zhì)型設(shè)備的外殼材質(zhì)可用含鎂量不大于0.5%（重量比）的輕合金或表面電阻不大于1×109的塑料制成。 市場上流行的云臺的有很多種，主要分為固定云臺和電動云臺，固定云臺

23、適用于監(jiān)控范圍不大的情況，通常是將攝像機調(diào)節(jié)到一定俯仰和水平角度，鎖定調(diào)整機構(gòu)即可。電動云臺可以大范圍掃描監(jiān)控，擴大了監(jiān)控的范圍。通常云臺的分類，按使用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型，室外型密封性好，防水、防塵、負載大;按安裝方式分為側(cè)裝和吊裝;按運動功能分為水平云臺和全方位(全向)云臺等。 其中根據(jù)使用環(huán)境的不同還分為通用型和特殊型。通用性是指使用在無可燃、無腐蝕性氣體或粉塵的大氣環(huán)境中。特殊型應(yīng)用于易燃易爆等惡劣大氣環(huán)境，最典型的特殊性應(yīng)用是防爆云臺。本設(shè)計主要應(yīng)用于通用系統(tǒng)中云臺設(shè)計。 云臺、解碼器和計算機的硬件連接如圖1-1所示，云臺由攝像頭支架和驅(qū)動器組成，驅(qū)動器的作用是通過步進電機來驅(qū)動攝

24、像頭支架的轉(zhuǎn)動，從而帶動攝像頭的轉(zhuǎn)動。一個高性能攝像機云臺可以使支架向多個方向(上、下、左、右、左上、右上、左下、右下等)轉(zhuǎn)動，并可以調(diào)節(jié)攝像頭的焦距、光圈、景深等。云臺一般通過解碼器作為中間設(shè)備與計算機的RS232/RS485串口相連接，解碼器通過串口和計算機進行通信。解碼器的主要作用是通過串口接收計算機的控制碼，并對此控制碼進行地址解析和命令解析，將解析的命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的能夠驅(qū)動云臺轉(zhuǎn)動的控制電壓，再傳遞給云臺以控制云臺的轉(zhuǎn)動、攝像機鏡頭的調(diào)節(jié)及停止操作。圖1-1 云臺基本原理圖計算機對云臺和鏡頭的控制實際上是通過解碼器來實現(xiàn)的，一個解碼器只能為一個云臺提供控制服務(wù)。每個解碼器都可以通過其

25、內(nèi)部的物理開關(guān)來設(shè)置其對應(yīng)的地址，并且在一個監(jiān)控系統(tǒng)中每個解碼器設(shè)置的內(nèi)部物理地址應(yīng)該互不相同，否則就會出現(xiàn)混淆。每個解碼器內(nèi)部也設(shè)有一個地址解析器，負責(zé)將串口發(fā)出來的數(shù)據(jù)進行地址解析。計算機通過串口實現(xiàn)對云臺和鏡頭的控制，對云臺和鏡頭的控制信號是計算機通過串口輸出到解碼器的單向控制信號。為了使用一個串口來控制多個云臺和鏡頭，每當(dāng)解碼器收到控制信號時，首先就要經(jīng)過解碼器對控制信號進行地址解析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)解析的地址與解碼器內(nèi)部設(shè)置的地址一致時，則接受相應(yīng)的控制信號，并對該控制命令進行解析，將命令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的能夠驅(qū)動云臺和鏡頭的控制電壓，再將控制電壓傳遞給云臺和鏡頭以控制云臺的轉(zhuǎn)動、鏡頭的調(diào)解或停止等

26、操作;否則，若發(fā)現(xiàn)解析的地址與解碼器內(nèi)部設(shè)置的地址不一致時，則該控制命令就不是本解碼器所對應(yīng)云臺或鏡頭的控制信號，解碼器不對控制命令做轉(zhuǎn)換。串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器，在Windows環(huán)境下，串口是系統(tǒng)資源的一部分。當(dāng)數(shù)據(jù)從CPU經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時，字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位。在接收數(shù)據(jù)時，串行的位被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序要使用串口進行通信，必須設(shè)置通訊的串口地址、波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求(打開串口)，通信完成后必須釋放資源(關(guān)閉串口)。271.2.3鏡頭、云臺、解碼器、轉(zhuǎn)換器的安裝方法變倍鏡頭或變倍攝像機（一體機），

27、可以實現(xiàn)焦距、光圈、遠近的監(jiān)控畫面變化； 云臺可以實現(xiàn)左右、上下、自動等監(jiān)控位置變化； 解碼器可以把變倍鏡頭（或一體機）、云臺、報警信號等控制信號與主機之間進行雙線互相傳輸；以前和現(xiàn)在我們使用云鏡控制器進行操作，除了簡單的操作方法外，大量的電纜消耗、布線的復(fù)雜性、不能異地控制等缺點，使得現(xiàn)在的監(jiān)控工程基本拋棄了云鏡控制器的使用，95%以上的工程使用解碼器（板）技術(shù)實現(xiàn)云鏡控制，布線簡單、操控方便、容易維護。但是，對于出入行的新手而言，面對幾十、幾百甚至上千個接線端，確實有點頭大。我們現(xiàn)在對一組普通的設(shè)備的安裝接線方法進行講解，希望能對大家有所幫助。第一步：把變倍鏡頭或一體機、云臺的電纜接入解碼

28、器（不可帶電操作?。簠⒄甄R頭或一體機、云臺的說明書、標(biāo)簽，對照解碼器的接線圖，仔細準(zhǔn)確地把所有電纜接入解碼器的接線端子，兩者的接口必須完全對應(yīng)連接。注意：線頭根據(jù)接線端子的尺寸做到芯線與接線柱接觸良好、牢固，芯線不外露。做好在安裝前先把以上設(shè)備檢測后再實際安裝。如圖1-2為解碼器內(nèi)部接線實物圖第二步：接出攝像機電源、云臺電源、設(shè)定地址碼和波特率開關(guān)：根據(jù)鏡頭或攝像機、云臺的要求，從解碼器的電源輸出端接出攝像機電源并調(diào)整云臺的電源，并根據(jù)主機的設(shè)定或壓縮卡的設(shè)定，調(diào)整好地址碼和波特率。接入220V電源線。最后接出485控制線：正負極必須完全對應(yīng)。調(diào)整主機、加電測試。圖1-2 解碼器內(nèi)部接線實物

29、圖 將485控制器的連接線接入主機的COM1或COM2口，調(diào)整主機的相關(guān)參數(shù)，全部安裝完畢后，再次檢查接線端口和電源、電壓，確認無誤后，給解碼器加電測試，以下的設(shè)置以8008軟件為例：圖1-3為上位機控制軟件選擇攝像頭機的控制端口圖圖1-3 選擇攝像頭機的控制端口圖圖1-4為上位機選擇和設(shè)置與解碼器匹配的協(xié)議圖：圖1-4 選擇和設(shè)置與解碼器匹配的協(xié)議圖圖1-5 為上位機對攝像頭進行控制圖：圖1-5 上位機對攝像頭進行控制圖 云臺控制器有外置、內(nèi)置之分，外置控制器的解碼電路裝在殼體外面，云臺的控制信號線引出殼體，通過控制器給相應(yīng)的控制線加控制信號，就能實現(xiàn)云臺的上下左右旋轉(zhuǎn)等功能，內(nèi)置控制器的解

30、碼電路裝在殼體里面，與整個云臺形成一體，采用串行通訊控制，引出線相對較少，其電路設(shè)計相對復(fù)雜，要結(jié)合云臺內(nèi)部形狀合理布局，此外還要考慮內(nèi)部安全，質(zhì)量等環(huán)節(jié)。 云臺控制器由AT89C52單片機模塊、電機驅(qū)動模塊、攝像頭驅(qū)動模塊、RS458通信模塊、電源模塊等組成。單片機接收上位機發(fā)過來協(xié)議命令，對其命令解析驅(qū)動相應(yīng)模塊執(zhí)行動作，根據(jù)控制命令通過云臺對拍攝方向進行上、下、左、右運動控制,或?qū)z像機的焦距、光圈和景深進行調(diào)節(jié)。其中接受上位機命令采用中斷方式，然后由單片機對接收數(shù)據(jù)進行校驗，讓驅(qū)動模塊執(zhí)行控制字。本文的文章結(jié)構(gòu)如下： 第一章主要介紹了云臺控制技術(shù)的意義及發(fā)展現(xiàn)狀。第二章主要介紹總體方案

31、設(shè)計。對現(xiàn)有云臺所具備的功能，進行了分析，根據(jù)云臺的功能，提出幾種相應(yīng)的控制方案，并最終確定本設(shè)計采用的控制方案。第三章主要介紹系統(tǒng)軟件設(shè)計。介紹一些串行通信基本知識，對軟件開發(fā)工具、開發(fā)環(huán)境作了簡要描述、通訊傳輸協(xié)議PELCO-D、PELCO-P協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)。第四章主要介紹通信協(xié)議實現(xiàn)，實現(xiàn)詳細介紹了本系統(tǒng)所采用的通訊傳輸協(xié)議PELCO-D等協(xié)議的程序?qū)崿F(xiàn)。軟件部分給出了本系統(tǒng)兩大模塊的程序流程圖等。第五章是對整個設(shè)計的調(diào)試階段。在這一章中簡要介紹了程序調(diào)試的基本過程，經(jīng)實際運行系統(tǒng)，實現(xiàn)了云臺的上下左右功能，能夠控制鏡頭的焦距、光圈、變倍等參數(shù)，完成了本設(shè)計的設(shè)計目標(biāo)。第六章是總結(jié)，主要是對

32、在開發(fā)過程中遇到的軟件問題作下總結(jié)，對本設(shè)計的完成總結(jié)，本章最后是對課題的展望和收獲。2總體方案設(shè)計2.1 系統(tǒng)功能分析云臺的功能主要是負責(zé)擴大攝像機的監(jiān)視范圍，以及控制鏡頭等參數(shù)，使得視野更清晰。如圖2-1所示，云臺系統(tǒng)包括兩大模塊，鏡頭模塊和運動模塊。鏡頭模塊主要控制鏡頭的參數(shù)，細分為變焦、變倍、光圈等。而運動模塊又細分為上下動作控制，左右動作控制。電源供電模塊為所有的板塊提供工作電源。AT89C52 系統(tǒng)電源攝像機控制RS-485通信模塊模塊波特率設(shè)置波特率設(shè)置通信協(xié)議設(shè)置通信協(xié)議設(shè)置本地地址設(shè)置本地地址設(shè)置 系統(tǒng)電源攝像頭控制云臺控制云臺控制輔助控制輔助控制 圖2-1 系統(tǒng)設(shè)計框圖 鏡

33、頭相當(dāng)于人眼的晶狀體，如果沒有晶狀體，人眼看不到任何物體，如果沒有鏡頭，那么攝像頭所輸出的圖像也就是白茫茫的一片，沒有清晰的圖像輸出，當(dāng)圖像變得不清楚時，可以調(diào)整攝像頭的參數(shù)，改變CCD芯片與鏡頭基準(zhǔn)面的距離(即相當(dāng)于調(diào)整人眼晶狀體的位置)，將模糊的圖像變得清晰。鏡頭有三個參數(shù)影響圖像的質(zhì)量，變倍(ZOOM )、焦距(FORCE)、光圈(IRIS ) 變倍:通過內(nèi)部的復(fù)雜透鏡組來實現(xiàn)放大倍率，移動鏡頭內(nèi)部的鏡片，改變它們之間的相對位置，在一定范圍內(nèi)改變鏡頭的焦距長度和視角。 焦距:是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，是指透鏡中心或其第二主平面到圖像聚集點處的距離，單位一般為毫米或英寸。光

34、圈:用來控制光線透過鏡頭，進入機身內(nèi)感光面的光量的裝置，位于攝像機鏡頭內(nèi)部，可用來控制通過鏡頭的光線的多少。常用的鏡頭有三可變鏡頭，二可變鏡頭。二可變鏡頭是指變倍(ZOOM)、焦距(Focus)均通過馬達驅(qū)動變化，而光圈(IRIS)通過攝像機驅(qū)動信號自動控制，即自動光圈。三可變是指焦距、變倍、光圈三個參數(shù)均通過電動馬達驅(qū)動發(fā)生變化。在監(jiān)控系統(tǒng)中，鏡頭的作用是非常重要的，它直接影響監(jiān)控視野的質(zhì)量，云臺控制系統(tǒng)接收控制操作臺所發(fā)控制命令，并解碼該命令對鏡頭的變倍，焦距，光圈等參數(shù)進行控制。23云臺的上下左右運動，是其最基本的功能，云臺內(nèi)部有兩個電動機，一個控制水平方向旋轉(zhuǎn).一個控制垂直方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)

35、上下運動時，垂直電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速箱帶動垂直傳動輪盤轉(zhuǎn)動，垂直旋轉(zhuǎn)的角度有士35、士45、士75等。當(dāng)左右動作時，水平電機轉(zhuǎn)動并經(jīng)減速箱帶動云臺底部的水平齒輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，水平旋轉(zhuǎn)的角度一般為350度。云臺都有水平、垂直限位栓，用以控制云臺水平和垂直旋轉(zhuǎn)的角度大小。限位栓是由兩個微動開關(guān)來實現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動角度達到預(yù)先設(shè)定的限位栓時，碰觸微動開關(guān)，微動開關(guān)動作切斷電源，云臺停止轉(zhuǎn)動。23系統(tǒng)主要由AT89C52單片機主控模塊、RS-485通信模塊,參數(shù)設(shè)置模塊、驅(qū)動控制模塊和系統(tǒng)電源模塊等組成。采用ATMEL公司推出的AT89C52微處理器。AT89C52單片機是具有4K可編程可擦除程序存儲器的低功耗、高

36、性能CMOS的8位單片機。該芯片運用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術(shù)，并且與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和引腳兼容。通過多功能8位CPU與閃存芯片的單片機的結(jié)合，AT89C51單片機在許多嵌入式控制應(yīng)用中所體現(xiàn)的靈活性強，低成本的特性，使之成為功能強大的單片微機之一。2.2.3.2 RS485通信模塊由于一個監(jiān)控中心往往要實現(xiàn)對多個現(xiàn)場進行監(jiān)控,且監(jiān)控中心與現(xiàn)場的距離都較遠,因此,云臺控制器與監(jiān)控中心的通信采用RS 485總線。該總線允許的通信距離最遠可達一千二百多米,每條總線上允許連接設(shè)備最多可達32個,經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇跀U展,這完全能夠滿足圖像監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控節(jié)點的要求。系統(tǒng)采用MAX 4

37、87專用芯片進行通信模塊設(shè)計。參數(shù)控制模塊是用來設(shè)置云臺控制器的設(shè)備地址、通信協(xié)議和通信波特率參數(shù)的,它們由撥碼開關(guān)與單片機的I/O口直接相連，我們設(shè)置6個撥碼開關(guān)來設(shè)置設(shè)備地址，可設(shè)置0-64個地址，通信協(xié)議設(shè)置是用來選擇云臺控制器與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)通信所采用的通信協(xié)議,由于目前云臺控制器種類繁多,不同廠家都制定有互不相同的通信協(xié)議,為了最大限度地提高云臺控制器的通用性,本系統(tǒng)通過通信協(xié)議設(shè)置開關(guān)可分別選用目前較為流行的4種通信協(xié)議: PELCO-D, PELCO-P、YAAN、明景等通信協(xié)議; 通信波特率設(shè)置是用來設(shè)置單片機與監(jiān)控主機進行串行通信的波特率,考慮到通信距離、通信的可靠性和單片

38、機波特率的設(shè)置參數(shù)等因素,在此用2個撥碼開關(guān)進行4種通信波特率的設(shè)置:1 200 b/s,2 400 b/s,4 800 b/s和9 600 b/s?？刂颇K是用于實現(xiàn)對云臺、攝像機和監(jiān)控現(xiàn)場的輔助設(shè)備進行控制。云臺、攝像機和監(jiān)控現(xiàn)場的輔助設(shè)備的控制都是開關(guān)控制,因此控制模塊由繼電器驅(qū)動電路構(gòu)成。繼電器選用12 V供電線圈的繼電器,驅(qū)動電路選用集成8路達林頓管陣列的ULN2003集成電路，同時攝像頭驅(qū)動部分采用CD4070和D2822共同驅(qū)動。實現(xiàn)攝像頭控制。電源模塊是用于實現(xiàn)對云臺電機、云臺控制器和攝像機進行供電。考慮到云臺控制器的通用性,電源模塊能夠提供單相交流24 V為電機提供電源,直流

39、5 V為控制器供電和12 V為云臺鏡頭供電,單相24 V由變壓器繞組中的一組提供。直流5 V和12 V由變壓器繞組其他繞組經(jīng)全波整流后經(jīng)LM7805、LM7912和LM7812集成三端穩(wěn)壓器輸出得到。詳細硬件設(shè)計見同組的任柱云臺控制器硬件設(shè)計部分。3系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計 視頻監(jiān)控中對云臺的控制可以分為兩個時代: 第一個控制時代，采用模擬量調(diào)節(jié)，云臺的上下左右動作，以及鏡頭的三個參數(shù)控制都是采用模擬量調(diào)節(jié)?？刂菩盘栍梢唤M控制線連接引出，這種控制方式極為不便，接線較多，各個信號之間易出錯。 第二個控制時代，采用數(shù)字量調(diào)節(jié)，云臺的所有動作，均可采用數(shù)字信號命令來控制，云臺負責(zé)解碼這個命令，進而完成相關(guān)的

40、動作。由此產(chǎn)生了一些控制協(xié)議。國內(nèi)外對于云臺鏡頭控制協(xié)議并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是由各個云臺、監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)商自己定義，造成現(xiàn)今云臺鏡頭控制協(xié)議很多。盡管各個廠商的云臺控制協(xié)議各不相同，但它們的控制方式是基本一樣的，都是基于232/485控制，不同的僅僅是控制指令中的命令字而已。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，通訊傳輸在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域得到越來越廠泛的應(yīng)用。通常在實際工作中，兩個設(shè)備之間的信息交換被稱為通信，通信的方式有兩種，并行通信和串行通信。并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時進行傳送(發(fā)送或接收)的通信方式。其優(yōu)點是傳送速度高，缺點是在數(shù)據(jù)電壓傳送的過程中容易衰減互擾，數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳送線，線

41、路工程費用較高。串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式，它的突出優(yōu)點是使用線路少，只需一對傳輸線，避免了多條線路特性的不一致，簡單實用，這樣就大大降低了傳送成本，特別適用于遠距離通信，因此在工業(yè)應(yīng)用中絕大多數(shù)使用串行通訊。串行通訊的基本接口方式分為RS-232和RS-485兩種標(biāo)準(zhǔn)。RS-232為全雙工工作模式，其信號準(zhǔn)位是參考地線而得，分別作為數(shù)據(jù)的傳送和接收，實際應(yīng)用中其傳輸距離可以達到15米，只具有一對一通訊。而RS-485卻能解決長距離的串行通訊，解決了RS-232協(xié)議傳輸距離太近(15m)的缺陷。 串行通信的傳送方式通常有3種:單向(或單工)配置，只允許數(shù)據(jù)向一個方向傳送;半雙

42、向(或半雙工)配置.允許數(shù)據(jù)向兩個方向中的任一方向傳送.但每次只能有一個站點發(fā)送;全雙向(全雙工)配置，允許同時雙向傳送數(shù)據(jù)，全雙工配置要求兩端的通信設(shè)備都具有完整和獨立的發(fā)送和接收能力。 串行通信有兩種基本的通信方式:異步通信和同步通信，在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀(包括一個字符代碼或字節(jié)數(shù)據(jù))傳送的。同步通信中，在數(shù)據(jù)開始傳送前用同步字符來指示(常約定12個)，并由時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，即檢測到規(guī)定的同步字符后，按照連續(xù)按順序傳送數(shù)據(jù)，直到通信告一段落。 通信協(xié)議是對數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。通信雙方必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議。串行通信協(xié)議包括同步協(xié)議和異步協(xié)

43、議兩種。在此只討論異步串行通信協(xié)議和異步串行協(xié)議規(guī)定的字符數(shù)據(jù)的傳送格式。 1)起始位 通信線上沒有數(shù)據(jù)被傳送時處于邏輯1狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)時，首先發(fā)出一個邏輯0信號，這個邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號。起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)值前協(xié)調(diào)同步。 2)數(shù)據(jù)值 當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個數(shù)可以是5, 6, 7或8。這些數(shù)據(jù)位被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符。在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低有效仿開始發(fā)送，依次順序在接收設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。

44、 3)奇偶校驗位 數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗位。奇偶校驗用于有限差錯檢測，通信雙方須約定一致的奇偶校驗方式。如果選擇偶校驗，那么組成數(shù)據(jù)位和奇偶位的邏輯I的個數(shù)必須是偶數(shù);如果選擇奇校檢，那么邏輯1的個數(shù)必須是奇數(shù)。 4)停止位 在奇偶位或數(shù)據(jù)位(當(dāng)無奇偶校驗時)之后發(fā)送的是停止位。停止住是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以是I位、1.5位或2位的高電平。接收設(shè)備收到停止位之后，通信線路上便又恢復(fù)邏輯1狀態(tài)，直至下一個字符數(shù)據(jù)的起始位到來。 5)波特率設(shè)置通信線上傳送的所有位信號都保持一致的信號持續(xù)時間，每一位的信號持續(xù)時間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，而傳送速度是以每秒多少個二進制位來衡量的，這個

45、速度叫波特率。如果數(shù)據(jù)以每秒300個二進制位在通信線上傳送，那么傳送速度為300波特，通常記為300 b/s。3.2.4 RS-485標(biāo)準(zhǔn) RS-485標(biāo)準(zhǔn)采有用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動總線，具體規(guī)格要求:接收器的輸入電阻R (in) 12K,驅(qū)動器能輸出士7V的共模電壓，輸入端的電容<50 pF，在節(jié)點數(shù)為32個，配置了120的終端電阻情況下，驅(qū)動器至少還能輸出電壓1.5V(終端電阻的大小與所用雙絞線的參數(shù)有關(guān))接收器的輸入靈敏度為200mv(即(V+)-(V-) 0.2 V，表示信號“1”;（V+)-(V-)0.2V，表示信號“0")RS-485是一種基于差

46、分信號傳送的串行通信鏈路層協(xié)議。它解決了RS-232協(xié)議傳輸距離太近(15m)的缺陷，是工業(yè)上廣泛采用的較長距離數(shù)據(jù)通信鏈路層協(xié)議。 RS-485的信號在傳送出去之前會充分解成正負的兩條線路，當(dāng)?shù)竭_接收端后。再將信號相減還原成原來的信號，如果將原始的信號標(biāo)注為DT，而被分解后的信號分別標(biāo)注為D+和D-，則原始信號與分解后的信號在由傳輸端傳送出去時的預(yù)算關(guān)系如下: DT=(D+)-(D-) ( 3-1 ) 同樣，接收端在接收到信號后，也按上式的關(guān)系將信號還原成原來的樣子，而如果此線路受到干擾，則兩條傳輸線上的信號會分別成為(D+)+Noise。和(D) + Noise，則會成方程式如下: DT=

47、（D+)+Noise- （D）+Noise=(D+)-(D) (3-2)此方程式與前一方程式的結(jié)果是一樣的，所以使用RS-485網(wǎng)絡(luò)可以有效地防止噪聲干擾也正是因為這種特性，工業(yè)上比較適合使用這種串行傳輸方式。RS-485上的數(shù)據(jù)線雖然有兩條，不過這兩條線路卻是一個信號標(biāo)準(zhǔn)電位的正負端，真正的信號必須是兩條線路相減所得到的，因此在一個時間點內(nèi)，只可以有一個方向的數(shù)據(jù)在傳送，也就形成了半雙工的工作模式，這種不參考地結(jié)而由兩條信號標(biāo)準(zhǔn)電位相減，從而得到信號標(biāo)準(zhǔn)電位的傳導(dǎo)方式稱為差動式輸入。1目前市場在監(jiān)控行業(yè)所采用的控制協(xié)議很多種，例如RV800(科立解碼器通訊協(xié)議)，CBC(日本CBC高速球通訊

48、協(xié)議)，CS850A(松下CS850A高速球通訊協(xié)議)，PIH(利凌PIH717解碼器通訊協(xié)議)，MG-CS160(明景B0l通訊協(xié)議)等。由于美國PELCO公司在監(jiān)控行業(yè)占有重要位置，其推出的PELCO協(xié)議是當(dāng)前比較通用的云臺控制協(xié)議，是最為典型的云臺控制協(xié)議。PELCO協(xié)議主要分為兩種，PELCO-D協(xié)議和PELCO-P協(xié)議，PELCO-P協(xié)議一般采用RS-485接口進行傳輸，波特率一般在1200-9600bps之間，1位起始位，1位停止位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗位。PELCO-D協(xié)議一般用于矩陣和其他設(shè)備之間的通信，同樣采用RS-485接口進行傳輸，波特率可設(shè)置為 1200、2400、480

49、0、9600，數(shù)據(jù)類型為十六進制。，還有YAAN協(xié)議、明景云臺控制協(xié)議等分別進行介紹。3.3 PELCO-D協(xié)議下面介紹D協(xié)議。PELCO-D數(shù)據(jù)格式：1位起始位、8位數(shù)據(jù)、1位停止位，無效驗位。波特率：2400B/S。10D協(xié)議采用一個數(shù)據(jù)包的格式傳輸，所有數(shù)據(jù)均采用十六進制，如表3-1所示，一個命令數(shù)據(jù)包由7個字節(jié)組成。表3-1 PELCO-D協(xié)議格式 PELCO-D協(xié)議格式Word1Word2Word3Word4Word5Word6Word7Synch ByteAddressCommand1Command2Data1Data2Check SumWord l: Synchronizatio

50、n byte(起始符號)，總是FF，符號字節(jié)用來檢測所采用的收發(fā)方式正確與否，當(dāng)接收方收到的數(shù)據(jù)包中，其符號字節(jié)必須為FF，該命令代碼數(shù)據(jù)包才有效，否則被視為無效的代碼。Word 2:地址字節(jié)，云臺的地址必須跟它所收到的這個地址字節(jié)保持一致，否則，云臺對該命令無效。表3-2 Command l，Command 2對應(yīng)的位格式 Word3 word4Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Command1SenseReservedReservedAuto/Manual ScanCamera on/offIris closeIris openFocus NearComman

51、d2Focus FarZoom WideZoom TeleDownupLeftRightAlways 0 Word3，Word4是兩個命令字節(jié)，如上表3-2所示具體如下 在command l中，Sense位為1時，bit4, bit3為1，表示自動搜索并且攝像頭打開。Sense位為0時，bit4, bit3為1，表示手動搜索并且攝像頭關(guān)閉。Bit2為光圈小控制位，Bit1為光圈大控制位，Bit0為焦距近控制位。Command2字節(jié)中，Bit7為焦距遠，Bit6為變倍大，Bit5為變倍小，Bit4, Bit3, Bit2, Bit l為上下左右控制位，最后一個Bit0位總是0，這兩個字節(jié)中，所有

52、控制位，置1為有效，置0為無效。 Word5:水平方向速度(00-3F )。例:00表示速度為0. 3F表示最高速度運行，20H表示1/2速度。 Word6:垂直方向速度（00-3F)，同Word5。Word7 :和校驗:Word7= Word 2+ Word 3+ Word 4+ Word 5+ Word 6 。表3-3為PELCO-D的高級命令如下所示：表3-3 部分高級組合命令 部分高級組合命令CommandWord3Word4Word5Word6Set Preset設(shè)置預(yù)置位00 03 00 01 to 20Clear Preset清預(yù)置位 00 05 00 01 to 20Go To

53、 Preset調(diào)用預(yù)置位 00 07 00 01 to 20Go To Zero Pan 00 07 00 22Flip(180 abort) 00 07 00 21Set Auxiliary 00 09 00 01 to 08Clear Auxiliary 00 0B 00 01 to 08Remote Reset 00 0F 00 00Set Zone Start 00 11 00 01 to 08 下表3-4為PELCO-D的協(xié)議示例:表3-4 PELCO-D協(xié)議示例Message to sendMessageReceive1,Camera onFF,01,88,00,00,00,89R

54、eceive1,Camera offFF,01,08,00,00,00,09Receive2,Left1/2speedFF,02,00,04,00,20,26Receive2,stopFF,02,00,00,00,00,02Receive10,Camera on Focus far Left turbo speedFF,0A,88,90,00,40,62圖3-1 云臺向右協(xié)議波形圖 圖3-1所示為用示波器抓拍下來的云臺向右協(xié)議的一個波形圖，其代碼FF 00 00 02 20 00 23。圖中傳輸按照串行傳輸格式，每一個字節(jié)的傳輸都是一位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，低位在前高位在后，一共傳送

55、7個字節(jié)。解碼器的控制協(xié)議解碼器的種類很多，而且它們所使用的控制協(xié)議各不相同，要控制云臺和鏡頭，需要了解解碼器的協(xié)議，包括:解碼器的控制碼和解碼器設(shè)置的內(nèi)部物理地址。但不管是什么樣的控制協(xié)議，都必須有控制碼，控制碼分啟動碼和停止碼兩種類型，啟動碼由地址碼和啟動命令碼組成，停止碼由地址碼和停止命令碼組成。以地址碼0x01為例：0xff,0x01,0x00,0x08,0x00,0xff,0x08,/上0xff,0x01,0x00,0x10,0x00,0xff,0x10,/下0xff,0x01,0x00,0x04,0xff,0x00,0x04,/左0xff,0x01,0x00,0x02,0xff,0x00,0x02,/右0xff,0x01,0x00,0x20,0x00,0x00,0x21,/變倍短0xff,0x01,0x00,0x40,0x00,0x00,0x41,/變倍長0xff,0x01,0x00,0x80,0x00,0x00,0x81,/聚焦近0xff,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x02,/聚焦遠0xf