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随着电子技术、网络技术的快速发展，安防视频监控系统正朝着网络化、高清化和智能化方向发展。模拟视频摄像机，D1的画质以及理论上40多万的像素，已经远远不能满足上述要求。因此高清网络摄像机成为安防产业的技术趋势和发展方向。为此我们需要设计一款满足市场要求高清网络摄像机。本论文以设计一款CMOS高清网络摄像机为目标，从系统架构、电路设计、电路仿真、器件选型以及硬件实现为切入点，介绍高清网络摄像机的设计和实现。本论文的主要工作如下：第一，图像采集单元的设计。分析了视频监控摄像机图像传感器原理，对比了CCD和CMOS图像传感器的优缺点，基于摄像机分辨率、功耗、集成度及成本等优势选择了更为适合的CMOS图像传感器（OmniVision公司的OV2715）为前端图像采集的传感器。本文利用CMOS图像传感器（OmniVision公司的OV2715）设计了前端图像采集的硬件系统，并通过设计解决了CMOS图像传感器数模转化和传输时，电磁兼容的问题。第二，视频信号处理单元的设计。通过对高清视频流编解码技术需求的分析，选用德州仪器(TI)推出的TMS320DM368视频信号处理器做为视频处理平台。该处理器支持多种格式的高清视频，包括VC1、MPEG2、MPEG4、MJPEG以及H.264等，最高支持每秒30帧1080p的视频编码输出。本文利用此芯片做了原理图设计、PCB设计及最终实现。并且针对高速电路部分进行了信号完整性仿真及测试，最终解决信号完整性问题。第三，电源系统单元的设计。通过对IEEE802.3af标准中的以太网供电系统构成、以太网供电传输方式、以太网供电过程及其他电气特性的分析，提出了一种可以通过以太网获取电源的解决方案，并设计了其详细的电路设计原理图。经过对以上三个技术单元的研究，并且从摄像机功能需求、市场定位出发，设计了硬件系统。该硬件系统主要包括三个电路模块：图像采集单元、视频处理单元和电源系统单元。本文对这三个电路单元分别进行了原理图设计、PCB设计，以及最终产品的测试验证。从最终结果看，该CMOS高清网络摄像机能够实现以太网受电（PD）工作，通过以太网实时输出每秒30帧1080p高清视频。该高清网络摄像机性能全面超越了模拟摄像机，解决了监控视频高清化、网络化的问题。