基于arm的嵌入式無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)----廣東

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1、基于ARM的嵌入式無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)----廣東?國內(nèi)外市場上主要推出的是數(shù)字控制的模擬和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品[1]。前者的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用。后者是新近崛起的以計(jì)算機(jī)技術(shù)及圖像視頻壓縮技術(shù)為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)在解決模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的部分弊端的基礎(chǔ)上迅速崛起。在互聯(lián)網(wǎng)的普遍推廣和網(wǎng)絡(luò)帶寬逐漸提高的背景下，視頻監(jiān)控技術(shù)飛速發(fā)展，出現(xiàn)了集多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、技術(shù)于一體的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)?！　∧壳皣鴥?nèi)嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究有了很大的發(fā)展，但是國內(nèi)對嵌入式無線視頻監(jiān)

2、控系統(tǒng)的研究還比較少。本文介紹了自主開發(fā)的基于的嵌入式無線視頻采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案采用S3C2410嵌入式處理器和ARMLinux操作系統(tǒng)，利用通過自行開發(fā)的視頻服務(wù)器軟件，通過3G無線上網(wǎng)卡完成客戶端與視頻服務(wù)器的通信。介紹了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、服務(wù)器端軟件的總體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動程序的構(gòu)建、圖像的采集和壓縮以及傳輸模塊的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)采用H.264編碼技術(shù)在保證視頻傳輸質(zhì)量的同時具有良好的帶寬適應(yīng)能力?！　?系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)由監(jiān)控現(xiàn)場攝像頭、嵌入式視頻服務(wù)器、客戶端三部分組成。監(jiān)控現(xiàn)場的攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像的

3、采集，并把采集的圖像信息通過內(nèi)部總線傳送給嵌入式視頻服務(wù)器。嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個基于S3C2410處理器、H.264壓縮、Web服務(wù)器和Linux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，它的主要功能是對攝像頭采集到的圖像進(jìn)行H.264壓縮編碼，并對編碼后的圖像通過3G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?？蛻舳酥饕瓿蓤D像的接收和解壓縮，用戶可以通過Web瀏覽器訪問嵌入式視頻服務(wù)器來觀看攝像頭采集到的圖像，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。　2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)　　系統(tǒng)硬件由圖像傳感器MI360、3G無線模塊MC8630、圖像壓縮

4、芯片ZC0301、微處理器芯片S3C2410、以太網(wǎng)控制芯片、SDRAM等芯片組成。S3C2410具有低功耗、精簡而出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，具備MMU存儲器管理功能，擁有獨(dú)立的16KB指令和16KB數(shù)據(jù)緩存，在高性能和低功耗特性方面提供了可靠的性能。無線模塊選用中興3G模塊MC8630，數(shù)據(jù)速率為前向：3.1Mb/smax，反向：1.8Mb/smax?！　榱私档统杀荆喕O(shè)計(jì)，本方案選用中星微的ZC0301作為視頻壓縮編碼芯片，VimicroZC0301主要由系統(tǒng)控制、圖像信號處理、次取樣和水平掃描、JPEG編碼器和USB

5、設(shè)備控制五大功能模塊組成。CMOS圖像傳感器選擇美光的MI360，它采用VGA標(biāo)準(zhǔn)（30萬像素），感光面積為1/4英寸，有效像素649H×489H，采用低噪聲技術(shù)，噪聲等級達(dá)到CCD標(biāo)準(zhǔn)。MI360和ZC0301壓縮編碼芯片完成視頻數(shù)據(jù)的采集、壓縮和編碼。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。3系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)　　本嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件由攝像頭驅(qū)動模塊、圖像采集模塊、H.264圖像壓縮模塊、嵌入式Web服務(wù)器組成。攝像頭驅(qū)動模塊實(shí)現(xiàn)攝像頭在Linux操作系統(tǒng)下的正常工作，并為應(yīng)用程序提供接口。圖像采集程序獲取攝像頭傳送過來的圖像信息并進(jìn)

6、行暫存。H.264壓縮模塊完成對原始圖像的編碼處理。嵌入式Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸。嵌入式Web服務(wù)器一般由5個主要模塊組成：嵌入式HTTP引擎、安全模塊、應(yīng)用程序接口、文件系統(tǒng)和配置模塊[2]。由于開發(fā)平臺采用的嵌入式操作系統(tǒng)為ARMLinux，具有成熟的文件系統(tǒng)，提供文件訪問的接口，可以直接使用文件系統(tǒng)提供的讀寫接口訪問嵌入式Web資源文件，不需要另外設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)。嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。　3.1攝像頭驅(qū)動程序設(shè)計(jì)　　圖像的采集工作由圖像傳感器MI360和視頻壓縮芯片ZC0301完成，ZC

7、0301通過USB接口和S3C2410相連，因此驅(qū)動程序主要是對Linux下USB驅(qū)動程序的開發(fā)，ZC0301的驅(qū)動獨(dú)立開發(fā)難度較大，主要是既要考慮圖像采集芯片的驅(qū)動，還要考慮USB的驅(qū)動，且Vimicro沒有公布ZC0301的詳細(xì)技術(shù)資料。Linux下ZC0301的驅(qū)動程序有開源代碼，根據(jù)本系統(tǒng)的開發(fā)平臺進(jìn)行修改、移植、重新編譯內(nèi)核等操作可以完成ZC0301的驅(qū)動程序。3.2圖像采集模塊設(shè)計(jì)　　Video4linux(V4L)是Linux的影像串流系統(tǒng)與影像系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是LinuxKernel中支持影像設(shè)備的一組APIs，

8、配合適當(dāng)?shù)囊曨l采集卡與視頻采集卡驅(qū)動程序，可以實(shí)現(xiàn)影像采集、AM/FM無線廣播、影像CODEC、視頻切換等功能。Video4linux為二層式架構(gòu)，上層為Video4linux驅(qū)動程序本身，下層架構(gòu)則是影像設(shè)備的驅(qū)動程序。這里用到的是Video4linux的上層驅(qū)動程序，即Video4li