基于A(yíng)RM Linux的3G無(wú)線(xiàn)車(chē)載視頻監控系統

(1)創(chuàng )建H．264編碼結構。調用SsbSipH264Encodehlit(width，height，frame_rate，bitrate，gop_num)函數實(shí)現，其中width表示圖像的寬度，height表示圖像的高度，frame_rate表示幀頻，bitrate表示比特率或碼率，gop_num表示兩個(gè)相離關(guān)鍵幀之間最多包含多少個(gè)幀(B或P幀)。
(2)初始化H．264編碼結構，調用SsbSipH264Encode Exe(handle)函數。
(3) 獲取視頻輸入地址，調用SsbSipH264EncodeGetInBuf(handle，0)函數來(lái)實(shí)現，該函數返回視頻輸入的首地址，存放在p_inbuf中。
(4)輸入視頻數據，調用memcpy(p_inbuf，yuv_bur，frame_size)函數實(shí)現，p_inbuf存放需要編碼的數據，yuv_buf存放原始視頻數據，frame_size表示數據的大小。
(5)編碼視頻數據，對p_inbuf內容進(jìn)行H．264編碼，調用SsbSipH264EncodeExe(handle)函數實(shí)現。
(6) 輸出已編碼的數據，調用 SsbSipH264EncodeGetOutBuf(handle，size)，該函數返回已編碼圖像的首地址，size表示已編碼圖像的大小。
(7)關(guān)閉硬編碼設備，調用SsbsipH264Encode DeInit(handle)函數實(shí)現的。
3．2．4 嵌入式服務(wù)器boa移植
Linux支持boa、HTTPD、THTTPD等幾種Web服務(wù)器，其中boa Web服務(wù)器更適合于嵌入式系統，因為它是一個(gè)單任務(wù)、支持CGI(Common Gateway Interface，通用網(wǎng)關(guān)接口)功能的Web服務(wù)器，只能依次完成用戶(hù)的請求，而不會(huì )fork出新的進(jìn)程來(lái)處理并發(fā)出連接請求，可執行代碼只有約60K。
首先進(jìn)入boa源碼目錄的src子目錄，執行命令．／con-figure生成Maketile文件，然后修改Makefile文件找到CC=gcc，將其改成CC=arm-linux-gcc，再將CPP=gcc-E改成CPP=arm-linux-gcc-E，并保存退出。然后運行make進(jìn)行編譯，得到的可執行程序為boa，之后執行命令arm-linux-strip boa，將調試信息去掉，得到的最終程序。第二步完成boa的配置，使其能夠支持CGI程序的執行。Boa需要在／etc目錄下建立一個(gè)boa目錄，里面放入boa的主要配置文件boa．conf，主要文件的含義有：AccessLog／var／log／boa／access_log訪(fǎng)問(wèn)日志文件。如果沒(méi)有以／開(kāi)始，則表示從服務(wù)器的根路徑開(kāi)始；VerboseCGILogs是否記錄CGI運行信息，如果沒(méi)有注釋掉，則記錄，注釋掉則不記錄；Document Root／var／wwwHTML文檔的主目錄，如果沒(méi)有以／開(kāi)始，則表示從服務(wù)器的根路徑開(kāi)始；DirectoryMaker／usr／lib／boa／boa_indexer當HTML目錄沒(méi)有索引文件時(shí)，用戶(hù)只指明訪(fǎng)問(wèn)目錄時(shí)，boa會(huì )調用該程序生索引文件給用戶(hù)，因為該過(guò)程比較慢最好不執行，可以注釋掉；Scri ptAlia／cgi-bin／／var／www／cgi-bin／指明CGI腳本的虛擬路徑對應的實(shí)際路徑。一般所有的CGI腳本都要放在實(shí)際路徑里，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)執行時(shí)輸入站點(diǎn)+虛擬路徑+CGI腳本名。對boa．conf進(jìn)行修改的必須要保證是使其他的輔助文件和設置必須和boa．conf里的配置相符，不然boa就不能正常工作。另外還需要創(chuàng )建日志文件所在目錄／var／log／boa，創(chuàng )建HTML文檔的主目錄／var／www，將mime．types文件拷貝到／etc目錄，創(chuàng )建CGI肢本所在目錄／var／www／cgi-bin／。
3．2．5 CGI程序的設計
CGI提供了一個(gè)Web服務(wù)器的外部程序通道，運行在服務(wù)器上，由瀏覽器輸入觸發(fā)，是Web服務(wù)器和系統中其他程序的連接通道。CGI程序就是符合這種接口的程序。服務(wù)器接收到用戶(hù)的請求，并將數據送給CGI程序。CGI程序接收到數據后，啟動(dòng)編寫(xiě)好的應用程序，并按照用戶(hù)提供的數據執行。應用程序執行完成后，返回執行結果，并通過(guò)Web服務(wù)器傳送給用戶(hù)瀏覽器顯不。
CGI模塊程序的設計主要包括如下幾部分：Web服務(wù)器的配置、HTML頁(yè)面的編寫(xiě)、CGI腳本實(shí)現。
(1)Web服務(wù)器的配置
嵌入式Web服務(wù)器采用boa，其配置是以文本的形式提供，放在文件系統中的／etc／httpd／conf／目錄下面，其主要配置在以上的boa服務(wù)器移植中講述過(guò)了。
(2)HTML頁(yè)面的編寫(xiě)
因為系統的設計的主要方向是能夠通過(guò)USB攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。所以為了實(shí)現簡(jiǎn)單化，拋開(kāi)一些不必要復雜的選擇項。主要的HTML頁(yè)面有登錄界面、注冊界面和監控界面。這些HTML放在嵌入式文件系統的／var／www目錄下。
(3)CGI腳本實(shí)現
實(shí)現動(dòng)態(tài)Web頁(yè)面的第二步是用C編寫(xiě)CGI程序，CGI程序分為以下幾部分：根據POST方法或GET方法從提交的表單中接收數據；URL編碼的解碼；用printf()函數來(lái)產(chǎn)生HTML源代碼，并將經(jīng)過(guò)解碼后的數據正確地返回給瀏覽器。
3．2．6 遠程視頻數據接收模塊設計
目前流行的瀏覽器有IE、FireFox、Chrome等，對于普通的文本及HTML文件支持的GIF、JPEG等格式的圖片都可以輕松的顯示，但對于實(shí)時(shí)視頻數據，這些普通瀏覽器無(wú)法正常的顯示。所以實(shí)時(shí)視頻數據接收模塊主要完成的工作是視頻數據的接收、RTP報文的解封裝、發(fā)送RTcP反饋信息、H．264視頻解碼和Web瀏覽器的顯示。
本系統采用ActiveX控件技術(shù)，嵌入在Web頁(yè)面中，來(lái)完成視頻數據的接收、RTP協(xié)議、解碼和最后的顯示工作。最重要的一點(diǎn)，系統采用雙緩沖技術(shù)，來(lái)滿(mǎn)足視頻的解碼速度的問(wèn)題，實(shí)現實(shí)時(shí)播放。具體流程圖如圖6所示。

4 系統的測試與結論
本文設計了一種基于A(yíng)RM S3C2440的嵌入式視頻監控系統，首先通過(guò)USB采集中星微攝像頭作為服務(wù)器，實(shí)現利用V4L2技術(shù)對USB攝像頭進(jìn)行數據采集，并將數據送入H．264編碼模塊進(jìn)行數據的壓縮，壓縮后的數據經(jīng)過(guò)視頻服務(wù)器RTP封裝打包，最后通過(guò)嵌入式Web服務(wù)器與遠程視頻監控客戶(hù)端進(jìn)行交互。本系統在實(shí)際的運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行了測試，目標定位信息接收速率為1次／s，動(dòng)態(tài)定位精度小于等于10 m；能實(shí)現動(dòng)態(tài)視頻傳輸，且視頻傳輸流暢，圖像最大分辨率可達VGA(640×480像素)，視頻傳輸的質(zhì)量?jì)?yōu)于基于2．5G網(wǎng)絡(luò )的車(chē)輛監控系統(圖像最大的分辨率為320×240像素，且基本上只能傳輸靜態(tài)圖像)。