【摘要】 本文根据高速摄像机使用的实际环境需求，设计了一套基于RS-422总线的高速摄像机远程环控系统，可快速、准确地对防护罩内部环境状态做出判断，进行有效的控制调节，保证高速摄像机处于最佳使用环境状态，延长设备在恶劣环境中的使用寿命，同时可辅助获取到高质量的视频图像，便于实时监控及后续数据处理，提高解算精度。
【关键词】 高速摄像机 RS-422 远程控制
一、引言
高速摄像机具有非接触、采样率高、直观性强、不受地面杂波干扰影响等优点，越来越多的应用于各种场合。目前高温、高湿、高盐雾等应用环境也越来越多，为使高速摄像机免受外界腐蚀环境的侵袭，往往将其安装在防护罩内，且外场作业距离较远。因此，研制合理的远程环控系统以保证摄像机处于最佳使用状态是十分必要的。本文根据实际使用需求，设计了一套基于RS-422总线的高速摄像机远程环控系统。使的试飞工程师在远程控制室即可完成高速摄像机防护罩内部的温湿度等参数设置，并能快速、准确地对其内部环境做出判断，进行有效的控制调节，尽快使其内部环境达到使用要求，从而保证能获取到高质量的视频图像，便于实时监控及后续数据处理，提高解算精度。同时减少外场作业工作量，延长设备在恶劣环境中的使用寿命。
二、系统组成及功能
整个系统主要由防护罩壳体、控制器、加热器和半导体制冷器组成，采用RS-422总线控制通讯接口。主要实现以下功能：
1、工作状态数据的远程读取和控制：在远程控制终端，通过读取指令获取防护罩内部工作状态数据（如工作模式、湿度、温度、电源状态等）并进行显示；
2、高速摄像机环境温湿度自动控制：高速摄像机安装在防护罩内，加热器或半导体制冷器自动监测环境温度，并与预置值进行比较，然后决定加热器或半导体制冷器的开启或关闭，从而实现内部温湿度的自动控制；
3、“自动”“手动”两种工作模式：系统上电后，默认进入自动工作模式，为保证特殊需要，同时具有手动工作模式。可自行控制加热器或半导体制冷器的工作状态、摄像机电源的开启或关闭等。系统设计中，控制器设置为互锁模式，任何时刻只能有加热或制冷一种状态，避免引起系统内部紊乱。
三、RS-422总线控制通讯接口
在串行通讯中，RS-422采用了双端收发的方式，且具有更大的传输距离和通信速度[1]。电路设计中选择低功耗收发器MAX491芯片来实现电平转换，每个器件中都包含驱动器和接收器。
控制模块和RS422的连接原理图如图1所示。在接收端，控制模块采用C8051单片机，内部具有微控制器内核，通过串行总线功能控制器、高精度内部振荡器等。在发射端，控制模块采用MSP430单片机，具有18位体系结构以及16位CPU集成寄存器和常数发生器，可使其实现代码效率的最大化。
系统内部通过温湿度传感器采集环境温湿度信息[2]。采集到的模拟信号进行A/D转换，转换后的数字信号通过编辑程序的命令语言存储的设定值实现当前状态和预置值的判断，当内部温度低于10℃时自动启动加温，温度达到20℃时停止加热，高温环境下当温度高于35℃时，制冷器开始工作，温度降至25℃时停止工作。
四、应用效果
已经成功批量应用于飞行保障，系统自动温湿度调节工作稳定可靠，同时通过指令可控制高速摄像机电源的开启和关闭，手动控制高速摄像机的工作温度，很大程度上改善了周围环境对视频获取的不利影响。
五、结束语
基于RS-422总线的高速摄像机远程环控系统可以保证高速摄像机处于最佳使用环境状态，延长设备在恶劣环境中的使用寿命，可辅助获取到高质量的视频图像，便于实时监控及后续数据处理，提高解算精度；同时减少了外场作业工作量，经实际使用验证，满足恶劣环境使用需求，系统造价较低，可大量节约成本。
参 考 文 献
[1] 应建华，黄萌，赵江平.一种基于RS485/RS422的多速收发器的设计.集成电路设计与开发.2007，11，12（32）
[2] 藏海鹰，张凤璐.基于单片机的环境温度控制硬件电路设计.科技信息.2011，5
[3] 高睿华，陈锐，张峰等.某设备内部环境温度控制系统的实现.航空计算技术.2009，3，39（2）