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摘 要：随着科学技术的不断进步和管理水平的不断提高，校园需要一种更加先进的监控管理系统，以满足高校对监控系统的管理自动化、现代化、智能化的发展要求。本文设计了一种基于DSP芯片在校园节能监控方面的系统。系统采用DSP芯片作为数据采集系统的核心。DSP芯片具有处理速度高、功能强、性能价格比好以及速度功耗比高等特点，被广泛应用于具有实时处理要求的场合。该系统信号为全双工信道工作，可以自动完成校园供水、供电信息、校园监控数据的采集、计算、显示等功能。
关键词：DSP芯片；节能监控；数据采集
引言
节能减排是我国“十一五”期间的重点工作之一，根据全国人大十一届二次会议审议通过的政府工作报告和计划报告，节能减排的重点工作有八项，其中第三项是：加快推广高效节能产品，实施“节能产品惠民工程”。第五项是：加快发展节能环保产业。研究促进节能服务产业发展的政策，鼓励专业化节能服务公司采用合同能源管理方式，为中小企业、公共机构实施节能诊断服务。这项工作也是未来几年的工作重点。
节能降耗同时也是我国经济社会可持续发展的重要战略，节能监控与节能检测是节能降耗的重要组成部分，是管理节能不可或缺的技术手段。近年来，国家大力推行大型公共建筑的节能监测管理，因此履行能源节约，大力加强“节能型”校园建设，将成为学校今后的工作重点之一。所以，加强建设环保型、节能型监控将会是其中一个重点突破口。
节能减排与监测、监控的结合，使得全新的系统在校园建设过程中起到了降耗、减排的作用。系统所消耗的能耗有效的验证能源节约、资源节约、加强“节能型”校园的必要性。
1 基于DSP的校园节能监控系统的设计方案
摄像头、传感器等元器件通过串口的数据收发模式，利用数据流的不间断性，来进行数据的传输。
主要的参数指标在于各种传感器的信号间传输的目标及方向。
比如，加入有一个图像数据点数据通过的数据端向Zigbee发出信号，Zigbee接受到动态数据流，然后再由节点网络向指定的节点传输，这样在指定的节点上面就会收到数据流，进而给处理芯片处理，同时处理芯片会发出节点控制信号，接受完毕。接收端收到信号后，通过DSP处理成图片进而显示在液晶屏幕上，由于DSP可以处理的信号都比较快，刷新的图片速度足以超过人肉眼所能识别的速度，就形成了流畅的视频，进而达到了视频的实时监控。同理，水电传感器就要求不算太高的速度，不会影响图像数据的传输。总体框图见图1
图1 总体框图
2 基于DSP的校园节能监控系统硬件电路设计
2.1 电源管理电路图
TMS320VC5402采用了双电源供电机制，以获得更好的电源性能，其工作电压为3.3V和1.8V。其中，1.8V主要为该器件的内部逻辑提供电压，包括CPU和其他所有的外设逻辑。与3.3V供电相比，1.8V供电大大降低功耗。外部接口引脚仍然采用3.3V电压，便于直接与外部低压器件接口，而无需额外的电平变换电路。
为TPS73HD318提供5V输入，就可以得到输出电压分别为3.3V，1.8V，每路的最大输出电流为750mA，并且提供两个宽度为200ms的低电平复位脉冲。其设计原理图如下图2所示。
图2 DSP电源管理系统
2.2 Zigbee节点主板图
Zigbee在电路中是主要的数据传输模块，通过收集到的串口数据流，然后再自己组网的前提下进行传播。图3为单个电源模块供电的Zigbee节点：
图3 Zigbee模块的电路设计
2.3 摄像头串口电路的设计
摄像头采用的是串口模式的摄像头PTC-01，他是一款具有视频采集和图像压缩功能的摄像头，他是一个内含有拍图控制、视频捕捉、图像数据采集、JPEG图像压缩、串口通讯等功能齐全的工业级图像采集设备。串口摄像头一般都带有可选择的红外照明功能，能够实现自动照度补充、远程照明和完全隐蔽照明。内置JEPG压缩功能的数字输出嵌入式摄像设备，采用30W/130W/200W/500W像素实现逻辑控制的数字图像采集处理系统的设计原理和实现方法。它采用的芯片与器件，在保证性能的同时兼顾低功耗。摄像头串口电路见图4。
图4 摄像头串口电路
3 结论
本文首先对国内大部分校内的监控系统进行了调查，并且提出面临的问题，尤其是校园的不断建设导致的监控增多所带来的能耗的加大，从而引出满足能源节约、资源节约、加强“节能型”校园型建设的必要性。对比国内的监控系统，本系统具有环保节约、安装简单等特点，有效的解决传统监控系统的弊端以及环保的问题。最后再把整个系统采用的传输模式提出来。体现出本系统所具有的安装方便等特色。
节能监控的实施对于整个校园的节能建设起到了一个标志性的作用。本系统设计有以下四个方面特点：
第一、节能监控的实现将会取代传统的监控，有效的解决了传统监控的布线难，人力消耗大，能耗大的问题。
第二、系统可以借助校园网的通信协议来达到监控的目的，方便管理人员管理。
第三、在监测之中可以有效的控制或者制止浪费能源的问题。
第四、系统本身预留有安防功能、28J60网络模块等等的端口，满足了系统将来升级的需求。
参考文献
[1]乔瑞萍，崔涛，胡宇平.TMS320C54xDSP原理及应用[M].西安：西安电子科技大学，2012.
[2]张毅刚.单片机原理与应用技术[M].北京：电子工业出版社，2011.
[3]梁森.自动检测技术及应用[M].上海：机械工业出版社，2011.
[4]周杏鹏.传感器与检测技术[M].北京：清华大学出版社，2010
作者简介：李玉丽（1973-），女，高级实验师，硕士，主要从事电气工程教学工作。
关键词：DSP芯片；节能监控；数据采集
引言
节能减排是我国“十一五”期间的重点工作之一，根据全国人大十一届二次会议审议通过的政府工作报告和计划报告，节能减排的重点工作有八项，其中第三项是：加快推广高效节能产品，实施“节能产品惠民工程”。第五项是：加快发展节能环保产业。研究促进节能服务产业发展的政策，鼓励专业化节能服务公司采用合同能源管理方式，为中小企业、公共机构实施节能诊断服务。这项工作也是未来几年的工作重点。
节能降耗同时也是我国经济社会可持续发展的重要战略，节能监控与节能检测是节能降耗的重要组成部分，是管理节能不可或缺的技术手段。近年来，国家大力推行大型公共建筑的节能监测管理，因此履行能源节约，大力加强“节能型”校园建设，将成为学校今后的工作重点之一。所以，加强建设环保型、节能型监控将会是其中一个重点突破口。
节能减排与监测、监控的结合，使得全新的系统在校园建设过程中起到了降耗、减排的作用。系统所消耗的能耗有效的验证能源节约、资源节约、加强“节能型”校园的必要性。
1 基于DSP的校园节能监控系统的设计方案
摄像头、传感器等元器件通过串口的数据收发模式，利用数据流的不间断性，来进行数据的传输。
主要的参数指标在于各种传感器的信号间传输的目标及方向。
比如，加入有一个图像数据点数据通过的数据端向Zigbee发出信号，Zigbee接受到动态数据流，然后再由节点网络向指定的节点传输，这样在指定的节点上面就会收到数据流，进而给处理芯片处理，同时处理芯片会发出节点控制信号，接受完毕。接收端收到信号后，通过DSP处理成图片进而显示在液晶屏幕上，由于DSP可以处理的信号都比较快，刷新的图片速度足以超过人肉眼所能识别的速度，就形成了流畅的视频，进而达到了视频的实时监控。同理，水电传感器就要求不算太高的速度，不会影响图像数据的传输。总体框图见图1
图1 总体框图
2 基于DSP的校园节能监控系统硬件电路设计
2.1 电源管理电路图
TMS320VC5402采用了双电源供电机制，以获得更好的电源性能，其工作电压为3.3V和1.8V。其中，1.8V主要为该器件的内部逻辑提供电压，包括CPU和其他所有的外设逻辑。与3.3V供电相比，1.8V供电大大降低功耗。外部接口引脚仍然采用3.3V电压，便于直接与外部低压器件接口，而无需额外的电平变换电路。
为TPS73HD318提供5V输入，就可以得到输出电压分别为3.3V，1.8V，每路的最大输出电流为750mA，并且提供两个宽度为200ms的低电平复位脉冲。其设计原理图如下图2所示。
图2 DSP电源管理系统
2.2 Zigbee节点主板图
Zigbee在电路中是主要的数据传输模块，通过收集到的串口数据流，然后再自己组网的前提下进行传播。图3为单个电源模块供电的Zigbee节点：
图3 Zigbee模块的电路设计
2.3 摄像头串口电路的设计
摄像头采用的是串口模式的摄像头PTC-01，他是一款具有视频采集和图像压缩功能的摄像头，他是一个内含有拍图控制、视频捕捉、图像数据采集、JPEG图像压缩、串口通讯等功能齐全的工业级图像采集设备。串口摄像头一般都带有可选择的红外照明功能，能够实现自动照度补充、远程照明和完全隐蔽照明。内置JEPG压缩功能的数字输出嵌入式摄像设备，采用30W/130W/200W/500W像素实现逻辑控制的数字图像采集处理系统的设计原理和实现方法。它采用的芯片与器件，在保证性能的同时兼顾低功耗。摄像头串口电路见图4。
图4 摄像头串口电路
3 结论
本文首先对国内大部分校内的监控系统进行了调查，并且提出面临的问题，尤其是校园的不断建设导致的监控增多所带来的能耗的加大，从而引出满足能源节约、资源节约、加强“节能型”校园型建设的必要性。对比国内的监控系统，本系统具有环保节约、安装简单等特点，有效的解决传统监控系统的弊端以及环保的问题。最后再把整个系统采用的传输模式提出来。体现出本系统所具有的安装方便等特色。
节能监控的实施对于整个校园的节能建设起到了一个标志性的作用。本系统设计有以下四个方面特点：
第一、节能监控的实现将会取代传统的监控，有效的解决了传统监控的布线难，人力消耗大，能耗大的问题。
第二、系统可以借助校园网的通信协议来达到监控的目的，方便管理人员管理。
第三、在监测之中可以有效的控制或者制止浪费能源的问题。
第四、系统本身预留有安防功能、28J60网络模块等等的端口，满足了系统将来升级的需求。
参考文献
[1]乔瑞萍，崔涛，胡宇平.TMS320C54xDSP原理及应用[M].西安：西安电子科技大学，2012.
[2]张毅刚.单片机原理与应用技术[M].北京：电子工业出版社，2011.
[3]梁森.自动检测技术及应用[M].上海：机械工业出版社，2011.
[4]周杏鹏.传感器与检测技术[M].北京：清华大学出版社，2010
作者简介：李玉丽（1973-），女，高级实验师，硕士，主要从事电气工程教学工作。