HCC四路嵌入式硬盘录像机设计方案设计报告书.docx
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HCC四路嵌入式硬盘录像机设计方案设计报告书.docx
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HCC四路嵌入式硬盘录像机设计方案设计报告书
方案设计报告书
VERSION:
01(版本:
01)
2003年7月15日
批准
复核
制作
何晓勇
一、适用范围4
1.1文档目的4
1.2文档范围4
1.3读者对象4
二、技术性能指标4
2.1、符合标准4
2.2、产品功能要求4
2.2、硬件技术指标6
2.4、软件技术指标7
三、方案设计8
3.1、硬件方案8
3.1.1、硬件组成8
3.1.2、方框图9
9
3.1.4、元器件清单(IC部分)9
3.1.5、PCB板设计10
3.1.6、控制板10
3.2、电源部分10
3.3、软件方案设计12
3.3.1、软件方框图12
3.3.2、软件模块功能描述13
3.3.3、总体流程图26
四、EMC方案设计31
4.1电源端子的传导骚扰限值31
4.2电信端口的共模传导骚扰限值31
4.3辐射发射骚扰限值32
4.4机箱的抗扰度限值32
4.5信号端口和抗扰度限值32
4.6直流电源端口抗扰度限值32
4.7交流电源端口抗扰度限值33
五、操作系统设计33
六、结构部分方案设计33
七、成本分析与估算33
八、研制费用分析与进度计划安排34
8.1、嵌入式硬盘摄像机项目研制进度计划34
8.2、项目研制阶段控制36
8.3、资金计划报告37
一、适用范围
本设计方案书适用于HCC-10四路嵌入式硬盘录像机设计规格。
1.1文档目的
针对目前数据视频的市场分析、潜在用户需求和质量技术检测和管理部门的要求,本文对拟开发的四路嵌入式硬盘录像机产品的设计方案进行详尽的描述。
为开发者、管理者、使用者提供具体的开发目标与参考指引。
1.2文档范围
包括对产品的性能详细描述、产品开发的依据与标准、产品的技术开发路线、设计方案、产品的整体设计报告、功能性与非功能性描述、资源的配置、产品的技术指标、技术服务体系报告以及整机检测报告,为公司决策者、管理者、操作者提供一份参考指引。
1.3读者对象
本文档的读者对象是:
1、公司的决策者、管理者
2、四路嵌入式硬盘录像机的开发者
3、上海长岛终端设备公司的领导和员工(嵌入式硬盘录像机的生产者、销售者和客户服务的提供者)
4、开发方领导和管理者
二、技术性能指标
2.1、符合标准
《硬盘录像机通用技术要求(试行)》上海市
《GB/T9813-2000微型计算机通用规范》
《GB12338-90黑白通用型应用电视摄像机测量方法》
《GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件》
《GB15207-94视频入侵报警器》
《GB15466-1995应用电视术语》
《GB/T16572-1996防盗报警中心控制台》
《ITU-TH.320H.323H.261H.263+H.221G.711G.722H.724G.728
《中国软件标准GB/T12904-90》
《中国安防》
2.2、产品功能要求
1、产品采用完全的嵌入式系统
2、采用MPEG4的视频压缩技术。
3、音频、视频信号同步记录。
4、支持每个视频通道能同时实现实时监视、记录的帧速率能达到25帧/秒。
支持记录的帧速率可调。
支持记录的画质和记录的码流可调。
5、单路嵌入式硬盘录像机支持4路视频源、音频源可切换单路记录功能。
切换可由应用软件控制手动/自动切换。
也可以在应用软件的控制下实现根据报警输入接口对应进行切换。
6、单路嵌入式硬盘录像机支持两路视频源“画中画”实时监视和记录功能。
7、四路嵌入式硬盘录像机支持可将四路音频视频流分别记录。
8、视频制式PAL(彩色)、NTSC(彩色)和CCIR(黑白),自适应。
9、单路全屏监视的清晰度400电视线以上,回放的清晰度达到350电视线以上。
10、图像记录的分辨率可调,704*576,352*288。
11、记录回放时,亮度鉴别等级达到10级以上。
12、在所有音视频通道处于记录的状态下,单路全屏监视和全屏回放记录的画面清
晰、平滑,颜色逼真、不应有明显的缺陷和扰动,静止和移动物体不应有明显
的锯齿状、拉毛等现象。
13、产品平台可扩展,产品具有系列型号,可支持4路音视频监视(监听)、记录
首次开发的型号为和4路。
14、全双工功能,所有通道同时记录时,可以进行回放互相不干扰,同时刻能够进
行网络传输应用。
15、产品能够长时间稳定运行,连续运行的平均无故障时间为30000小时。
16、产品平台具有良好的人机交互输入接口。
(1)支持单机通过面板控制按钮进行
控制,按钮设计要求功能分布合理,简洁易操作。
(2)多机同时使用时,支持
集中控制功能,采用如下两种方式之一。
A支持红外遥控。
通过地址编码的方
式对录像机进行区分,分别控制。
B支持键盘控制。
通过专用电缆将录像机串
接起来,地址编码区分,用1个专用键盘进行控制。
17、采用USB接口对数据进行备份,支持USB移动硬盘。
USB接口至少4个。
18、支持160G大容量硬盘,单路和四路嵌入式硬盘录像机至少支持4个IDE硬盘,
19、标准的VGA和BNC(1VP-P,75欧姆),用于连接电脑显示器和监控用监视器进
行显示。
20、具有1声音输出接口,用于输出声音。
21、1~12个视频输入接口BNC(1VP-P,75欧姆),音频接口与视频接口一一对应
配置,音频接口采用RCA。
22、具有16路报警开关量输入和8路报警开关量输出接口,能够接受来自报警探测
器的开关量输入并进行联动。
开关量输出于外接的设备联动。
23、支持声光报警功能。
能发出不低于50分贝的报警音,声音报警可持续30分钟,
并有红色的报警灯指示。
报警音有对外输出接口能够外接扩音器。
支持断电报
警功能。
提供声光报警功能应用软件接口。
通过应用软件控制光电报警保持至
由授权用户消除。
报警触发的方式包括密码输入错3次报警、硬件故障报警(如
视频卡报错等)、视频丢失报警、机械故障报警(如在工作中,机箱被打开等)。
24、提供RS485通讯接口用于通过解码器控制云台、镜头。
25、有RJ45的局域网接口,支持TCP/IP网络(包括局域网和广域网)
26、提供可用于PSTN和ISDN联网应用的接口。
27、产品自带状态显示屏,能够直观显示时间、录像机工作状态信息等。
28、提供硬件看门狗功能,可实现应用程序或系统死机自动重起。
29、实现定时自动开机关机功能。
提供此项功能的软件接口。
用户可通过应用软件
实现定时自动开关机的时间。
30、操作系统及应用软件均存放在主板的flash中,硬盘仅仅用于记录数据。
31、硬盘数据存储可靠性高,出现停电、死机事故时,不丢失事故发生时刻前的数
据。
提供产品的软件升级接口。
2.2、硬件技术指标
●CPU主频率533MHZ
●PCI:
3个可扩展
●FLASH:
16M
●RAM:
SMT128M
●LAN:
10M/100M自适用
●COM:
1个RS_485;1路RS_232
●LPT:
1路
●键盘:
8个
●I/O口:
24个(16路输入,8路输出)
●LCD:
1个
●视频输入:
4路PAL/NTSC,BNC(1.0Vp-p,75Ω)。
●视频输出:
1路PAL/NTSC,BNC(1.0Vp-p,75Ω),监视器输出或VGA显示器输出。
●系统资源:
支持4路实时录像,同时进行1路检索回放.
●实时监视:
多画面(1画面、2画面、4画面)或联网计算机。
●图像压缩方式:
MPEG-4,H.261/H.263
●音频压缩方式:
G.729/G.711。
●视频记录速度多:
(1/2/4)路×(1-25)帧/秒。
●图像分辨率:
352×288或704×576。
●报警输入输出:
16路输入,8路输出。
●操作系统:
实时操作系统(RTOS)。
●控制方式:
面板按钮或遥控器或键盘控制,监视器显示操作内容;也可通过以太网口和串口,用联网计算机进行控制。
●主要存储设备标准IDE接口硬盘,多(1/2/4/8)个IDE接口,最多可扩展8个40G-160G硬盘。
●录像模式实时连续录像、定时录像、报警录像、动态检测录像.
●检索模式通过控制面板以时间、通道号进行检索,通过以太网从计算机上进行检索。
●动态检测:
每路视频可单独设置192个检测区域。
每个区域可设置4级检测灵敏度。
●录像回放模式可通过监视器或联网计算机进行回放。
●电源:
220V(±10%),50Hz
●功率:
160W
●贮存环境温度:
-20℃-+85℃
●电磁标准:
B级
●工作温度:
+5℃-+50℃;
●湿度:
<90%
●贮存温度:
-20℃+70℃;湿度:
<95%
●外型尺寸:
宽×高×深=170×133×380mm
●重量:
约5Kg
2.4、软件技术指标
●OS:
嵌入式LINUX系统
●实时监视:
单画面至四画面
●轮询监视:
单画面至四画面
●录像放式:
手动录像、时间表定时录像、外部报警联动录像、移动侦测录像
●存储设备:
标准IDE硬盘,支持4硬盘扩展
●回放检索:
时间条件检索、通道检索、手动检索
●录像回放:
回放帧速可调、画面尺寸可调
●移动侦测:
侦测区域用户自设、屏蔽无效区域、侦测灵敏度可调
●网络互联:
支持远程监视、录像、检索回放、管理、控制
●网络支持:
PSTN、ISDN、TCP/IP
●报警联动:
多路(16/8)输入输出报警控制器
●内部报警:
系统非法入侵报警、图像遮疬报警、视频信号丢失报警
●报警输出:
铃声、图像、电子地图、报警电话
●云台控制:
云台、镜头、灯光、各种开关量等本地或远程控制
●智能管理:
定制开机任务自动执行、自动开机、自动关机
●安全机制:
系统死机自动重启,停电自动恢复
●视频信号:
PAL/CCIR,625线,50场/秒
●视频输入:
复合视频
●视频输出:
复合视频
●环通输出:
BNC连接器
●音频输入:
-8db
●报警方式:
感应器输入报警;视频动态侦测报警;视频丢失报警;盘满报警
●备份方式:
IDE接口;外接硬盘或光盘刻录机
●分辨率:
图像:
352×288;电视分辨率:
250-550线
●压缩标准:
MPEG-4
●硬盘:
可内置四个硬盘,支持160G大硬盘
●录像时间:
2G可存储1小时(4路)活动图像
●电子时间:
年/月/日;时/分/秒
●保密功能:
数据加密+二级口令管理
三、方案设计
3.1、硬件方案
3.1.1、硬件组成
硬件分为四个组成部分:
电源部分,主板部分与采集部分(主板与采集部分采用一体化的设计方案),控制板部分,结构部分。
3.1.2、方框图
见附件
3.1.4、元器件清单(IC部分)
序号
描述
性能或规格
数量
厂家
价格(RMB)
1
CPU
主频533Mhz低功耗
5*1
VIA
40*5
CHIPSET
PN133T
VT8606(100/133Mhz)北桥
5*1
VIA
FLASH
INTEL16M
5*2
INTEL
2
RAM
128M
5*4
HY
22*5
3
CPU
MPEG-4133Mhz
5*1
INIST
32*5
4
VIDEO
SAA7114
4*5
PHLIPS
15*5
5
AUDIO
IDT842104
5*1
IDT
3*5
6
USB
IntegratedUSB1.1controller
-
-
-
7
Ethernet
8255910/100M
5*1
INTEL
6*5
8
Audio
VT1612AAC97onboard
5*1
VIA
2*5
9
RAID0
PDC2602IDE
5*1
ATA
10*1
10
DSP
5402
5*1
TI
8*5
11
FPGA
208
5*1
ACTEL
18*5
12
LCD
5*1
清华
7*5
表一
产品的硬成本控制在2000元人民币之内。
3.1.5、PCB板设计
参见附件
3.1.6、控制板
参见附件
3.2、电源部分
依据产品的需求与产品目标,特选定研祥(EVOC)一款工业级开关电源(PIA-160A)。
其具体参数及指标如下:
开关电源性能指标
交流输入电压
(85-264VAC)
交流输入频率
47-63Hz
直流输出
5V
功率
160W
电网调整率
0.5%典型值
负载调整率
0.5%典型值
输出稳定度
0.5%典型值
效率(满载时)
80%典型值
输出电压微调范围
±10%
输出纹波(阻性负载)
100mVp-p典型值
过输出电压保护
115-135%(不可恢复)
过输出电流保护
110-150%
机箱过热保护
≈65C(300以下机型无)
绝缘测试
AC-FG1750VAC/1min
AC-DC1750VAC/1min
DC-FG500VAC/1min
绝缘电阻
>500MΩ
保持时间
满负荷时典型值为20ms
上升时间
满负荷时典型值为50ms
温度系数
0.02%-0.05%/℃
工作环境温度
-10℃-+50℃
储存环境温度
-20℃-+85℃
无故障工作时间
100,000HOURS
3.3、软件方案设计
3.3.1、软件方框图
3.3.2、软件模块功能描述
A>HMI
a)界面的编制;
b)对话框的接口;
c)显示处理对话框;
B>Software系统;
a)实时和回放处理分析;
b)自动侦察;
d)实时监控;
e)参数设置
f)远程监视、远程检索和回放
g)远程数据处理(备份、存储、下载等处理)
h)安全认证等
C>数据处理
a)数据压缩
b)数据库
c)数据管理
d)数据交换
e)数据传输
f)数据备份
g)数据容错
D>software基本功能层
功能类别
子功能
A监视、监听
A.1多画面分割同屏幕监视
A.2轮询监视
A.3信息字符叠加显示
A.4入侵探测联动显示
A.5声音监听
A.6图像屏蔽
A.7图像局部屏蔽
可考虑双监视器
A.8画中画监视
B录像
B.1音视频同步录像
B.2画质(码流)设置
B.3局部屏蔽录像
B.4画中画录像
B.5手动启动录像待机状态
B.6开机任务设定启动录像待机状态
B.7时间表启动录像待机状态
B.8持续录像
B.9视频入侵探测启动录像
B.10入侵探测器启动录像
B.11视频源切换录像功能
B.12非实时音视频录像
C数据存储与管理
C.1录像数据分盘存储
C.2盘满自动覆盖
C.3数据到期自动删除
C.4数据删除权限管理
C.5数据存储安全
C.6USB移动硬盘数据备份
C.7联网数据备份、软件升级(COM口或LAN)
C.8硬盘格式化
C.9盘满提示
D检索回放
D.1文件表检索
D.2时间检索
D.3录像启动方式检索
D.4视频通道检索
D.5播放控制
D.6播放显示控制
D.7信息字符叠加
D.8文件备份
E入侵探测报警联动
E.1入侵探测报警联动对应关系设置
E.2入侵探测报警联动录像
E.3入侵探测报警联动报警输出
E.4入侵探测报警联动视频输出
F云台镜头控制
F.1手动云台控制
F.2自动云台控制
F.3位置预置云台控制
F.4手动镜头控制
G系统安全
Func-security
G.1密码保护,Func-security-password
G.2警报功能,Func-security-alarm
G.3系统日志,Func-security-log
H系统设置
Func-setup
H.1管理设置,Func-setup-Manage
H.2视频设置,Func-setup-Video
H.3外围设备设置,Func-setup-
H.4存储设备设置,
H.5网络设置,Func-setup-net
I网络功能
I.1远程监视、录像
I.2远程检索和回放
I.3远程数据备份
I.4远程数据下载
I.5远程控制
I.6工作状态
I.7安全
1.8远程升级、故障诊断、远程报警
1.9远程对讲
1.10本地回放
1.11主机级联、网络管理、动态IP地址访问
1.12图像抓拍
I.13备份数据服务器访问
3.4.1、A监视、监听
3.4.1、A.1
名称、标识符
A.1多画面分割同屏幕监视
功能描述
只有一路视频通道时,全屏幕显示该通道实时监视画面。
当有四个视频通道时,采用四画面分割的方式,同屏幕显示四通道的实时监视画面。
当有九个视频通道时,采用九画面分割的方式,同屏幕显示九通道的实时监视画面。
当有十六个视频通道时,采用十六画面分割的方式,同屏幕显示十六通道的实时监视画面。
当视频通道数量介于上述几种情况之间的,采用最接近且大于该视频通道数的画面分割方式。
优先级
高,必须的
输入
操作序列
输出
补充说明
3.4.1、A.2
名称、标识符
A.2轮询监视
功能描述
当视频通道数多于1时,提供单画面轮询功能,轮流全屏幕单画面显示各个通道的视频图像。
轮流显示的时间间隔可设定。
当视频通道数大于4时提供四画面分割轮询功能,以四个视频通道的画面为一组,轮流显现。
轮流显示的时间间隔可设定。
优先级
高,必须的
输入
操作序列
输出
补充说明
3.4.1、A.3
名称、标识符
A.3信息字符叠加显示
功能描述
在各个视频通道的画面上叠加工作的状态信息(是否录像、录像的画质、是否处于探测报警联动状态),显示当前的日期、时间,显示硬盘的存储空间占用情况。
优先级
高,必须的
输入
操作序列
输出
补充说明
3.4.1、A.4
名称、标识符
A.4入侵探测联动显示
功能描述
当有入侵探测报警时,在对应的视频通道窗口上显示该处发生了探测报警。
优先级
高,必须的
输入
操作序列
输出
补充说明
3.4.1、A.5
名称、标识符
A.5声音监听
功能描述
用户可选择监听某一视频通道上的现场声音。
优先级
高,必须的
补充说明
3.4.1、A.6
名称、标识符
A.6图像屏蔽
功能描述
可设定某些或全部视频通道的图像平时不显示,只有授权用户可决定是否开启监视。
优先级
高,必须的
补充说明
3.4.1、A.7
名称、标识符
A.7图像局部屏蔽
功能描述
可由用户设定图像局部屏蔽区域,如图像中的密码键盘部位。
不对视频屏蔽区域的图像内容进行显示,保护敏感信息不被无关人员看见。
优先级
高,必须的
补充说明
3.4.1、A.8
名称、标识符
A.8画中画监视
功能描述
在同一屏幕上同时显示两路视频源的实时图像。
分为大画面和小画面。
小画面叠加在大画面上,小画面叠加的位置可设定。
优先级
高,必须的
补充说明
此功能针对单路硬盘录像机。
录像
录像
名称、标识符
B.1音视频同步录像
功能描述
能够对全部视频通道的音视频信号进行同时实时记录,每路25fps。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.1音视频同步录像
功能描述
能够对全部视频通道的音视频信号进行同时实时记录,每路25fps。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.2画质(码流)设置
功能描述
根据主观评测的结果,分别设置几档不通的画质,对应不同的记录码流。
供用户选择使用。
实现在用户可接受画质的条件下,降低数据存储容量。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.3局部屏蔽录像
功能描述
对音视频信号进行记录时,可由用户设定图像局部屏蔽区域,如图像中的密码键盘部位。
不对视频屏蔽区域的图像内容进行记录,保护敏感信息不被无关人员看见。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.4画中画录像
功能描述
将两路视频信号,采用画中画的形式进行记录。
优先级
高,必须的
补充说明
以此方式记录的视频内容,在回放时也是画中画显示。
此功能针对单路硬盘录像机。
名称、标识符
B.5手动启动录像待机状态
功能描述
用户可手动按键开始启动连续录像、视频入侵探测启动录像、入侵探测器启动录像。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.6开机任务设定启动录像待机状态
功能描述
根据用户设定的开机任务
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.7时间表启动录像待机状态
功能描述
根据用户设定的时间表启动连续录像、视频入侵探测启动录像、入侵探测器启动录像。
优先级
高,必须的
补充说明
9
名称、标识符
B.8持续录像
功能描述
对音视频信号进行不间断的记录,直到接到停止的指令为止。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.9视频入侵探测启动录像
功能描述
当探测到由入侵者(物)引起的视频信号变化时启动录像,记录持续一段时间后,如果没有新的视频入侵造成的视频变化,停止记录。
这期间如有新的视频信号变化则继续记录。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.10入侵探测器启动录像
功能描述
当接到入侵探测器发出的报警信号后,启动录像。
录像持续一断时间后,如果没有新的报警信号停止记录,如果有新的报警信号则继续记录。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.11视频源切换录像功能
功能描述
切换四路输入的视频源记录在同一个视频通道的记录文件中。
可以手动操作切换,也可以软件设置自动切换。
可以与入侵探测报警输入联动切换并录像。
优先级
高,必须的
补充说明
此功能针对单路硬盘录像机。
名称、标识符
B.12非实时音视频录像
功能描述
区别与实时录像,按用户设定记录的帧速率录像,范围(1~24),
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
B.13探测预录
功能描述
满足探测启动录像(视频入侵启动和入侵探测器启动)的条件启动录像时,录像数据中应记录启动响应前5秒的音视频信号。
优先级
高,必须的
补充说明
3.4.3数据存储与管理
名称、标识符
C.1录像数据分盘存储
功能描述
可设定各个视频通道录像的存储路径,如四个视频通道的录像记录在四个不同的硬盘上,也可以二个视频通道一组分别存储的二个硬盘上。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
C.2盘满自动覆盖
功能描述
硬盘空间用尽后,可以自动删除最早的记录数据,记录新的数据。
优先级
高,必须的
补充说明
名称、标识符
C.3数据到期自动删除
功能描述
数据存储期限到达设定的值时,自
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