基于arm9的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、第21卷第3期沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)Vo1．21．No．32009年6月JOURNALOFSHENYANGUNIVERSITYJun．2009文章編號：1008—9225(2009)03—0108—03基于ARM9的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)趙立輝，霍春寶(遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧錦州121001)摘要：采用ARM9芯片作微處理器設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)．通過嵌入式Linux系統(tǒng)采集uSB攝像頭視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)JPEG編碼壓縮；ARM9芯片的控制數(shù)據(jù)采集、傳輸；通過無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)送到接收端，再將視頻數(shù)據(jù)提交給監(jiān)控PC；最后由視頻應(yīng)用客戶端將接收到的壓縮數(shù)據(jù)幀重組、復(fù)合，實(shí)現(xiàn)無線視

2、頻監(jiān)控．關(guān)鍵詞：嵌入式Linux；ARM；Socket；JPEG中圖分類號：TP391．8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A隨著嵌人式CPU、開放的Linux系統(tǒng)的發(fā)ARM9展，使得視頻會議、遠(yuǎn)程監(jiān)控等需要大量數(shù)據(jù)處理翮開發(fā)板的領(lǐng)域應(yīng)用嵌入式技術(shù)成為可能．而視頻監(jiān)控經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、數(shù)字視頻監(jiān)控、無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控三個(gè)階段．傳統(tǒng)的基于同軸電纜的模擬視頻__-_____·薯-_無一線網(wǎng)’。。絡(luò)＼L__--_l。_一監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、價(jià)格昂貴，數(shù)字監(jiān)開發(fā)板控技術(shù)擺脫不了有線通訊，因而出現(xiàn)了基于無線ARM9的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)．在本嵌入式遠(yuǎn)程視圖1監(jiān)控系統(tǒng)的組成頻監(jiān)控系統(tǒng)中，使用高性能

3、ARM9芯片作微處理器，用V2000實(shí)現(xiàn)USB攝像頭視頻數(shù)據(jù)采集，視開發(fā)板硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中處理器采用的是$3C2440，其內(nèi)部集成了ARM公司的頻數(shù)據(jù)經(jīng)JPEG壓縮后，在ARM9芯片的控制下通過無線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)送，最后由視頻應(yīng)用客戶ARM920T處理器核，主頻最高可達(dá)400MHz，另有16kB的指令和數(shù)據(jù)CACHE、具有MMU管理端將接收到的壓縮數(shù)據(jù)幀重組、復(fù)合成視頻圖像，單元、外部存儲器、控制器等．$3C2440內(nèi)置的實(shí)現(xiàn)無線視頻監(jiān)控．USB控制器提供了對USB設(shè)備的支持，其中有11總體方案個(gè)USBHost和2個(gè)USBslave控制器，具有64MBFIASH和64

4、MBS[存儲單元．開發(fā)板整個(gè)系統(tǒng)由視頻采集模塊、無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模攝像頭采用了網(wǎng)眼V2000，該攝像頭采用OV511塊和視頻監(jiān)控PC等組成．采集模塊包括UsB攝像頭、ARM開發(fā)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊包括無線網(wǎng)卡和無線路由器AP；視頻監(jiān)控PC完成視頻客戶端功能；宿主機(jī)完成對開發(fā)系統(tǒng)的程序開發(fā)、調(diào)試等．系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示．USB接口的攝像頭連接到移植過Linux的ARM9嵌入式開發(fā)板上，通過USB口，經(jīng)無線網(wǎng)卡連接到無線路由器AP上，再經(jīng)無線局域網(wǎng)技術(shù)連人監(jiān)控PC機(jī)?1．ARM處理器主要完成視頻采集終端控制和視頻圖像壓縮．圖2開發(fā)板硬件結(jié)構(gòu)收稿日期：2008—11—21基金項(xiàng)目：遼

5、寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目(20O82l7005)．作者簡介：趙立輝(1979一)，男，遼寧黑山人，遼寧工業(yè)大學(xué)講師，碩士研究生．第3期趙立輝等：基于ARM9的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)109芯片實(shí)現(xiàn)視頻采集．RS232接口用于與宿主機(jī)通(5)關(guān)閉視頻設(shè)備．intv41一close(v41～device信，進(jìn)行軟件的調(diào)試等．*vd){}．經(jīng)過以上步驟，即可將攝像頭視頻數(shù)據(jù)采集2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)到內(nèi)存．本系統(tǒng)先將采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行JPEG2．1USB系統(tǒng)采集壓縮，再將其封裝進(jìn)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭曨l應(yīng)用服務(wù)視頻采集是整個(gè)視頻采集模塊的核心．它通端處理．過嵌入式Linux操作系統(tǒng)調(diào)度V4L(

6、video41inux)2．2視頻壓縮實(shí)現(xiàn)和影像設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來完成視頻捕獲．V4L是本系統(tǒng)采用基于DCT變換(離散余弦變換)Linux影像系統(tǒng)與嵌人式影像的基礎(chǔ)，是Linux順序的JPEG壓縮編碼方案，編碼流程如圖所示．kernel里支持影像設(shè)備的一組API．本系統(tǒng)采用V2000攝像頭，內(nèi)置0V511芯片，開發(fā)板內(nèi)置驅(qū)動(dòng)．驅(qū)動(dòng)加載過程如下：在kernel目錄中選擇makemenuconfig，然后選擇Multimediadevice下圖4視頻壓縮編碼流程的VideoforLinux，在usbsupport目錄下選擇編碼流程如下：把原始圖像分成8×8的小塊supportfor

7、usb和usbcameraov511suppor，保存視頻圖象，經(jīng)過DCT變換后，低頻分量都集中在退出，用新內(nèi)核啟動(dòng)板子后ov511．0就可以成功左上角，高頻分量分布在右下角(DCT變換實(shí)際加載[21．上是空間域的低通濾波器)．針對人眼對高空間頻在Linux操作系統(tǒng)中，外部設(shè)備都作為設(shè)備率遠(yuǎn)沒有低頻敏感，所以處理后的視覺損失很小，文件來管理，因此，對外部設(shè)備的操作就轉(zhuǎn)變成對能夠滿足視頻圖像的清晰真實(shí)要求．經(jīng)過DCT后設(shè)備文件的操作．其主要過程如圖3所示．的圖像要經(jīng)過量化處理．量化是將某一個(gè)值除以(塑)量化表中對應(yīng)的