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基于ONVIF协议的云台控制网络监控系统

发布时间:2018-04-02 12:15

  本文选题:云台控制 切入点:STM32 出处:《西安工程大学》2016年硕士论文


【摘要】:随着视频监控技术的发展,具有代表性的高速球型网络摄像机的研究,是市场关注的焦点。该类型的高速球机通过云台转动改变摄像机的角度位置,达到扩大监视范围的用途,云台在监控系统中起着重要的作用。但是由于不同品牌设备的接口不统一,造成网络视频监控市场一直缺乏开放性,需要解决云台控制系统与网络摄像机的接口通信问题。因此,本文在开放型网络视频接口标准ONVIF的研究基础之上,完成了云台控制网络监控系统的设计,能与支持ONVIF协议的网络摄像机通信,实现了网络监控的“标准统一、互联互通”。本文首先研究分析云台的工作原理和ONVIF标准接口PTZ控制的整体架构,然后对基于ONVIF协议的云台控制网络监控系统的功能实现进行研究设计。硬件方面,互联型微控制器STM32F107作为核心,主要完成步进电机驱动模块的设计,采用PWM实现DAC转换控制电压细分,保证电机平稳转动。重点设计以太网控制模块,采用STM32外接网络物理层PHY芯片的方法实现网络接口功能,通过交换机和隔离变压器完成系统内部网络连接,保证云台能够监听ONVIF协议PTZ控制数据包。软件方面,Free RTOS作为软件运行的平台,将应用程序划分为多个重要性不同的任务,提高了系统的实时性;网络协议栈Lw IP提供网络服务功能,实现了ONVIF网络命令的传送解析。主要完成电机控制模块程序开发,采用定时器触发的方式实现PWM波形,查表法改变PWM的占空比,实现了步进电机的细分转动。重点完成ONVIF协议PTZ命令解析,采用字符串搜索的方法,获得相应的控制命令和参数,实现了云台监听客户端发送给ONVIF网络摄像机的PTZ数据包,STM32处理命令并驱动步进电机转动的功能。最后将云台控制系统与ONVIF网络摄像机进行联机测试,调试结果表明,本文设计的云台控制系统能通过网络进行远程访问,达到了云台控制的接口通信要求,调整云台的旋转从而改变摄像机的角度位置,实现了实时性全方位精确定位。
[Abstract]:With the development of video surveillance technology, the research of the representative high-speed spherical network camera is the focus of market attention. This type of high-speed ball machine changes the angle position of the camera through the rotation of the cloud head, and achieves the purpose of expanding the scope of surveillance. Cloud head plays an important role in the monitoring system. However, because the interface of different brand equipment is not uniform, the network video surveillance market has been lack of openness. It is necessary to solve the problem of interface communication between the control system of cloud head and the network camera. Therefore, based on the research of the open network video interface standard ONVIF, the design of the control network monitoring system of cloud head is completed in this paper. It can communicate with the network camera which supports ONVIF protocol, and realize the "standard unification, interconnection" of network monitoring. Firstly, this paper studies and analyzes the working principle of cloud head and the whole structure of PTZ control of ONVIF standard interface. Then the function realization of the cloud head control network monitoring system based on ONVIF protocol is studied and designed. In the hardware aspect, the interconnect microcontroller STM32F107 is the core, which mainly completes the design of the stepper motor driving module. PWM is used to realize the subdivision of DAC conversion control voltage to ensure the smooth rotation of the motor. The Ethernet control module is designed emphatically, and the network interface function is realized by using the STM32 external network physical layer PHY chip. Through the switch and isolation transformer to complete the system internal network connection, ensure that the cloud head can monitor the ONVIF protocol PTZ control data packet. As the software running platform, the application program is divided into many tasks of different importance. The network protocol stack Lw IP provides network service function, realizes the transmission and analysis of ONVIF network command, mainly completes the development of motor control module program, and realizes the PWM waveform by timer trigger. The look-up table method changes the duty cycle of PWM and realizes the subdivision rotation of step motor. The analysis of PTZ command of ONVIF protocol is carried out emphatically, and the corresponding control commands and parameters are obtained by using the method of string search. The function of PTZ packet STM32, which is sent to ONVIF network camera by monitoring client, is realized. Finally, the control system of cloud head is tested online with ONVIF network camera, and the debugging results show that, The control system of the cloud head designed in this paper can be accessed remotely through the network, which meets the communication requirements of the interface of the cloud head control, adjusts the rotation of the cloud head to change the angle position of the camera, and realizes the real-time and accurate positioning.
【学位授予单位】:西安工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP393.06

【参考文献】

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本文编号:1700352

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