hdrb6220网络摄像机的设计与检测
摘 要本课题从HDR-B6220网络摄像机的设计及检测分析入手，分析和讨论各部分的电路原理、控制方法、功能实现标准。并讨论了系统的各种工作状况以及信号的传递、传输情况。该系统主要由镜头、底座、防水罩、红外灯、支架、图像传输感应器、声音传输感应器、A/D转换器、图像、声音控制器、网路、电源盒等部分组成。通过HDR-B6220网络摄像机，终端用户可以在有网络的任何计算机上通过计算机来控制远端系统的云台、镜头方位及镜头焦距、景深和光圈变化，来观察现场，随后网络摄像机再将现场的图像转化成网络标准的数据包格式，然后把摄像机所捕捉到的画面通过网络接口或无线网接口传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。
目 录
摘 要 I
第一章 绪论 1
1.1网络摄像机概述 1
1.1.1 网络摄像机的发展历程回顾 1
1.1.2 网络摄像机的分类 2
1.1.3 网络摄像机的应用 2
1.2网络摄像机研究中的关键技术 3
第二章 HDRB6220网络摄像机总体设计方案 5
2.1整体设计方案 5
2.1.1 产品基本组成 5
2.2 产品整机结构确定 6
第三章 系统的硬件设计 7
3.1 图像采集部分 7
3.1.1 CMOS图像传输感应器的原理介绍 7
3.1.2 CMOS图像传输感应器的优缺点 7
3.1.3 CMOS图像传输感应器总结评价 8
3.2 视频信号处理部分 8
3.2.1 视频信号处理器的功能及特点介绍 8
3.2.2 安霸S2系列芯片视频处理流程 9
3.3 系统电源驱动部分 11
3.3.1 POE供电系统构成 11
3.3.2 POE供电过程 11
第四章 HDRB6220产品的检测 13
4.1 产品检测的流程 13
4.1.1测试环境搭建： 13
4.1.2检测步骤： 14
4.1.3电源测试过
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程 17
4.2 产品检测问题的解决方法 18
4.2.1 主板问题解决方案 18
4.2.2 电源板问题解决方案 19
图4.16 电源板电路图 19
图4.17 电源板实体图 20
第五章 结 论 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1.1网络摄像机概述
随着当今社会科技的快速发展，实时图像监控进入了宽带信息网络应用的范围中，信息网络代替传统网络成了必然。网络摄像机是传统与现代技术完美结合的产物，它除了具备一般摄像机所有的画面摄像功能外，机内还有数字化压缩控制器和网络操作系统，通过局域网或无线网络送至使用者手中，从而超越了地域的限制，进行远程监控及录像。
网络摄像机又叫IP CAMERA（简称IPC）由网络单元和摄像机单元组合而成。网络单元将摄像机单元采集到的模拟信号压缩成数字信号，从而使其可以直接接入网络。网络摄像机内有一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。
网络摄像机可以把采集到的图像通过机体内的数字压缩和控制单元处理转化后，使数据通过局域网或无线网络送至使用者手中。图像传输感应器所产生的电流被处理芯片记录和解读成影像，通过A/D转换器将图像和声音等模拟信号转换成数字信号，接着，再按一定的格式或标准进行编码和压缩操作。就是为了便于实现声音、视频信号的数字化；以方便在计算机及网络上正常地传输。而最后的网路是为网络摄像机提供的网络功能，它采用了相关网络协议，允许使用者用自己的电脑对网络摄像机进行访问，观看实时图像，并控制摄像机的镜头和底座转动，实现远程的监视控制。
1.1.1 网络摄像机的发展历程回顾
网络摄像机的发展大致经历了：模拟视频监控、半数字监控、IP数字监控三个阶段。数字化、网络化是网络摄像机技术发展的未来总方向。从第一台摄像机的诞生至今，摄像机技术取得了巨大的发展，从图像黑白到彩色，从一机一功能到一体多功能，以及摄像头的分辨率、信号的干扰比例等技术指标都得到了显著提升。
早期，模拟摄像机是将影像收集设备所发出的模拟影像信号转换成数字信号，然后储存在计算机里。模拟摄像头收集到的图像信号必须经过特定的视频收集卡将其转换成数字模式，然后压缩后转换到计算机上，开始运用。
上世纪90年代中期，IP网络摄像机被研发出来。由于那个时期全球网络技术还不是很发达，以大型宽带网络为主的商业应用还很少，加上本身造价比较昂贵，因此市场对它的需求量很低。
直到20世纪末期，随着宽带技术的快速发展，网络科技的发展速度出乎人们的意料，网络视频成为一个新兴的行业，在这个大的环境下，网络的快速普及和编码技术的日新月异使网络摄像机的市场逐渐被打开，于是越来越多的厂商开始大胆地投入资金开发这一新兴领域。但当时毕竟网络摄像机还属于刚刚起步阶段，无论从图像效果，还是配套条件各方面看，市场需求并没有形成。
步入新世纪，随着MPEG4的压缩算法应用于网络监控领域，正式的产品应用宣传与市场推广也一并活跃起来，市场逐渐开始接受并适应这一新型网络摄像机。随后，广大使用消费者开始普遍认可并大规模应用，网络摄像机良好的技术基础和应用环境由此奠定。到2004年，网络视频技术已比较成熟了，各主要厂商开始思考创新，于是网络摄像机迎来了一个春天。至2008年底，全世界的生产商由几家发展到成百上千家，而摄像机的编码技术也已趋向于H.264编码。
这些年来，IP摄像机的应用更加广泛，日常生活中的应用也越来越多，一些住宅，公共场所和商业场所等都可以见到它的身影。
1.1.2 网络摄像机的分类
随着网络视频技术以及摄像技术的快速发展，网络摄像机的种类和形式也变得更加多样化。
（一）根据网络摄像机的工作原理我们可把它们分为：数字摄像机和模拟摄像机。数字摄像机是通过两根绝缘铜线来传输信号。其前端多数采用的是拥有百万像素的CMOS感应光源处理器，光信号由CMOS转换成数字信号，然后通过DSP进行图像处理与压缩，最后通过网络输出。模拟摄像机是通过一条拥有绝缘皮的铜线来传输模拟信号的。而光信号是通过其前端的隔行扫描感应光源处理器转换成模拟电信号的，接着由DSP进行处理后，再做D/A转换，最后变成标准的视频信号输出出来。两者的区别主要在于传输方式和画面的清晰度。
（二）根据摄像机外观可分为：枪机，半球机，球机等。枪机多用于户外的一些道路口和公共场所；半球多用于室内，镜头较小，但是拍摄范围广，角度大；而球机顾名思义，拥有球体的360度拍摄角度。
（三）根据摄像机功能还可分为：强光环境下拍摄，户外道路监控专用，夜晚红外摄像等。
1.1.3 网络摄像机的应用
网络摄像机主要应用场所如下：
交通监控系统
（一）着我国经济快速发展时代的到来，国家运输能力逐步提高，道路安全问题也随之而来。在此环境背景下，监控设备尤为显得重要。在我国，主要的交通公路、铁路、高速公路上均安装了监控摄像头，不久的将来，全国将会形成一个“由点到面，由面成网”的立体交通监控系统。而网络摄像机本身具备的先进技术和功能特点，在保证影像质量的前提下，使传输变得更加方便快捷，而视频图像资料在指挥中心、分中心之间的自由切换也让它的竞争力和生存能力得到提高。同时，网络摄像机无需专门布线就能快速地伸展到城市的各个角落，比以往的设备更为简便，成本也更低廉。
目 录
摘 要 I
第一章 绪论 1
1.1网络摄像机概述 1
1.1.1 网络摄像机的发展历程回顾 1
1.1.2 网络摄像机的分类 2
1.1.3 网络摄像机的应用 2
1.2网络摄像机研究中的关键技术 3
第二章 HDRB6220网络摄像机总体设计方案 5
2.1整体设计方案 5
2.1.1 产品基本组成 5
2.2 产品整机结构确定 6
第三章 系统的硬件设计 7
3.1 图像采集部分 7
3.1.1 CMOS图像传输感应器的原理介绍 7
3.1.2 CMOS图像传输感应器的优缺点 7
3.1.3 CMOS图像传输感应器总结评价 8
3.2 视频信号处理部分 8
3.2.1 视频信号处理器的功能及特点介绍 8
3.2.2 安霸S2系列芯片视频处理流程 9
3.3 系统电源驱动部分 11
3.3.1 POE供电系统构成 11
3.3.2 POE供电过程 11
第四章 HDRB6220产品的检测 13
4.1 产品检测的流程 13
4.1.1测试环境搭建： 13
4.1.2检测步骤： 14
4.1.3电源测试过
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程 17
4.2 产品检测问题的解决方法 18
4.2.1 主板问题解决方案 18
4.2.2 电源板问题解决方案 19
图4.16 电源板电路图 19
图4.17 电源板实体图 20
第五章 结 论 21
致 谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1.1网络摄像机概述
随着当今社会科技的快速发展，实时图像监控进入了宽带信息网络应用的范围中，信息网络代替传统网络成了必然。网络摄像机是传统与现代技术完美结合的产物，它除了具备一般摄像机所有的画面摄像功能外，机内还有数字化压缩控制器和网络操作系统，通过局域网或无线网络送至使用者手中，从而超越了地域的限制，进行远程监控及录像。
网络摄像机又叫IP CAMERA（简称IPC）由网络单元和摄像机单元组合而成。网络单元将摄像机单元采集到的模拟信号压缩成数字信号，从而使其可以直接接入网络。网络摄像机内有一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。
网络摄像机可以把采集到的图像通过机体内的数字压缩和控制单元处理转化后，使数据通过局域网或无线网络送至使用者手中。图像传输感应器所产生的电流被处理芯片记录和解读成影像，通过A/D转换器将图像和声音等模拟信号转换成数字信号，接着，再按一定的格式或标准进行编码和压缩操作。就是为了便于实现声音、视频信号的数字化；以方便在计算机及网络上正常地传输。而最后的网路是为网络摄像机提供的网络功能，它采用了相关网络协议，允许使用者用自己的电脑对网络摄像机进行访问，观看实时图像，并控制摄像机的镜头和底座转动，实现远程的监视控制。
1.1.1 网络摄像机的发展历程回顾
网络摄像机的发展大致经历了：模拟视频监控、半数字监控、IP数字监控三个阶段。数字化、网络化是网络摄像机技术发展的未来总方向。从第一台摄像机的诞生至今，摄像机技术取得了巨大的发展，从图像黑白到彩色，从一机一功能到一体多功能，以及摄像头的分辨率、信号的干扰比例等技术指标都得到了显著提升。
早期，模拟摄像机是将影像收集设备所发出的模拟影像信号转换成数字信号，然后储存在计算机里。模拟摄像头收集到的图像信号必须经过特定的视频收集卡将其转换成数字模式，然后压缩后转换到计算机上，开始运用。
上世纪90年代中期，IP网络摄像机被研发出来。由于那个时期全球网络技术还不是很发达，以大型宽带网络为主的商业应用还很少，加上本身造价比较昂贵，因此市场对它的需求量很低。
直到20世纪末期，随着宽带技术的快速发展，网络科技的发展速度出乎人们的意料，网络视频成为一个新兴的行业，在这个大的环境下，网络的快速普及和编码技术的日新月异使网络摄像机的市场逐渐被打开，于是越来越多的厂商开始大胆地投入资金开发这一新兴领域。但当时毕竟网络摄像机还属于刚刚起步阶段，无论从图像效果，还是配套条件各方面看，市场需求并没有形成。
步入新世纪，随着MPEG4的压缩算法应用于网络监控领域，正式的产品应用宣传与市场推广也一并活跃起来，市场逐渐开始接受并适应这一新型网络摄像机。随后，广大使用消费者开始普遍认可并大规模应用，网络摄像机良好的技术基础和应用环境由此奠定。到2004年，网络视频技术已比较成熟了，各主要厂商开始思考创新，于是网络摄像机迎来了一个春天。至2008年底，全世界的生产商由几家发展到成百上千家，而摄像机的编码技术也已趋向于H.264编码。
这些年来，IP摄像机的应用更加广泛，日常生活中的应用也越来越多，一些住宅，公共场所和商业场所等都可以见到它的身影。
1.1.2 网络摄像机的分类
随着网络视频技术以及摄像技术的快速发展，网络摄像机的种类和形式也变得更加多样化。
（一）根据网络摄像机的工作原理我们可把它们分为：数字摄像机和模拟摄像机。数字摄像机是通过两根绝缘铜线来传输信号。其前端多数采用的是拥有百万像素的CMOS感应光源处理器，光信号由CMOS转换成数字信号，然后通过DSP进行图像处理与压缩，最后通过网络输出。模拟摄像机是通过一条拥有绝缘皮的铜线来传输模拟信号的。而光信号是通过其前端的隔行扫描感应光源处理器转换成模拟电信号的，接着由DSP进行处理后，再做D/A转换，最后变成标准的视频信号输出出来。两者的区别主要在于传输方式和画面的清晰度。
（二）根据摄像机外观可分为：枪机，半球机，球机等。枪机多用于户外的一些道路口和公共场所；半球多用于室内，镜头较小，但是拍摄范围广，角度大；而球机顾名思义，拥有球体的360度拍摄角度。
（三）根据摄像机功能还可分为：强光环境下拍摄，户外道路监控专用，夜晚红外摄像等。
1.1.3 网络摄像机的应用
网络摄像机主要应用场所如下：
交通监控系统
（一）着我国经济快速发展时代的到来，国家运输能力逐步提高，道路安全问题也随之而来。在此环境背景下，监控设备尤为显得重要。在我国，主要的交通公路、铁路、高速公路上均安装了监控摄像头，不久的将来，全国将会形成一个“由点到面，由面成网”的立体交通监控系统。而网络摄像机本身具备的先进技术和功能特点，在保证影像质量的前提下，使传输变得更加方便快捷，而视频图像资料在指挥中心、分中心之间的自由切换也让它的竞争力和生存能力得到提高。同时，网络摄像机无需专门布线就能快速地伸展到城市的各个角落，比以往的设备更为简便，成本也更低廉。
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