基于PLC技术的电力视频服务器设计

关键词：视频服务器
摘要:本文介绍了基于电力线通信PLC(Power Line Communication)技术在视频监控网络拓扑结构，重点介绍在其系统中的关键设
备:基于TMS320DM642和PLC技术设计的电力视频服务器。
1概述
宽带电力线通信技术PLC;Broad Power
Line Communication是指利用电力线传输高
速数据、话音、图象等多媒体业务信号的一
种通信方式，目前高速BPLC可以高达
200Mbps/S的数据传输速率。该技术是把载
有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接
受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出
去，并传送到计算机或电话，以实现信息传递。
此类产品目前市面上叫电力猫。
利用PLC进行视频监控，由于可以直接利
用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进
行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低
了成本。电力线是覆盖范围最广的网络，它的
规模是其它任何网络无法比拟的，利用网络摄
像机(或摄像机)就可以轻松地渗透到每一个脚
落。因此利用PLC进行视频监控具有组网迅
速、免布线、方便拆装、高速稳定、实现
低成本等优势。
2基干普通摄像机的视频监控系统
电力线视频监控系统基于OFDM调制技
术，在 TCP/IP协议上传输，摄像机模拟信号通
过(MPEG4/AVS/H.264等编码)数字视频服
务器转换成数字信号后，通过电力线传输视频
语音数据，等同于视频监控在局域网内传输。
(电力线传输是组播的方式)。
目前电力载波设备最高传输速率等同于五
类双绞线，MAC层速率可以达到85Mbps.传
输半径距离300m以上，可以跨电表，可作星状
或令环状分布。
3电力视频服务器
3.1电力视频服务器原理框图
目前视频服务器设计中一般采用以下三种
方式:
X86结构+视频解码芯片，优点是功能丰
富，视频处理能力强大.缺点是成本高;采用
CPU+ASIC，优点设计简单，处理能力强，缺点
是对不同的编解码适应较差;采用CPU(CPLD)
+DSP(专用视频处理DSP)，优点是成本相对低
廉，适应性强，缺点是视频处理能力较弱。
本方案采用第三种方式用TI的TMS320-
DM642实现电力视频服务器的设计，视频编码
采用JPEG编码标准。原理框图见图to
从摄像机输入的PAL制式视频信号经采
集、A/D转换为数字信号后送入DSP. DSP
在信源处对视频信号进行压缩编码，然后通过
PLC将数据加载到电力线上。同时可以根据
需要通过异步串行总线RS-485实时控制云
台，调整摄像头的方向和位置。
3.2砰件蔡娇设计
视频编解码及其他芯片供电。注意这两个3.3V
电源要分开设计，以免电源噪声相互干扰。
由于DSP需要两种电压，所以要考虑供电
系统的配合问题。加电过程中，应当保证内核
电源先上电，最晚也应当与I/O电源一起加。
关闭电源时，先关闭内核电源，再关闭I/O电
源。讲究供电次序的原因在于:如果仅CPU内
核获得供电，周边I/O没有供电，对芯片不会产
生损害，只是没有输入/输出能力而已。如果
反过来，周边I/O得到供电而CPU内核没有加
电，那么芯片缓冲/驱动部分的晶体管将在一
个未知状态下工作，这是非常危险的。
为了解决这个问题，本文采用了开关电源
芯片TPS54310PWP，把1.4V模块的电源输出
有效引脚PG(power good)连接到3.3V模块
的允许电压输入引脚EN。这样，只有当1.4V
电压有效之后，3.3V电压才开始上电，这就保
证了DM642的内核电压先于I/O电压上电。
第二种情况:采用电力猫交流220V供电
需修改电力猫电源部分设计，产生一个足
够功率的5V直流电源给视频，DSP等部分供
电。其它部分设计同第一种情况。
3.3系统软件设计
TI公司的DSP开发软件包括集成开发环
境(C CS)、实时操作系统(DSP/BIOS)、第三
方算法库标准(eXpressDSP)o DSP/BIOS是一
个用户可裁剪的实时操作系统，包含内存管
理、线程管理、中断、外设管理和任务调
度等功能。另外，还需使用JPEG标准进行图
像压缩，因为采用JPEG进行网络传输时，如果
出现网络短暂阻塞，可将当前帧抛弃而不影响
下一帧的图像，所以能够保证系统的实时性要
求。在本系统中调用了TI提供的JPEG算法
库来完成JPEG压缩。
本文设计的电力视频服务器有效的将PLC
技术与视频处理技术结合设计出一个新的产
品。成本低廉，设计简单，技术成熟，为PLC技
术推广提供新的途径。
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