基于A(yíng)RM和CDMA的遠程視頻監控系統

0 引言

CDMA（碼分多址）網(wǎng)絡(luò )具有覆蓋面廣，高效、低成本的特點(diǎn)，CDMA網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸速率可達200kb/s，這里開(kāi)發(fā)的嵌入式遠程視頻系統就是充分利用CDMA網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和嵌入式系統的特點(diǎn)而搭建的數據傳輸系統，特別適合邊遠偏僻或不具備常規網(wǎng)絡(luò )傳輸條件的地方使用，例如車(chē)載視頻系統、交通路口（車(chē)牌實(shí)時(shí)監視）及城市路燈的等。

1 嵌入式Linux系統

嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟件硬件可裁剪、適應對功能、可靠性、成本、體積、功耗要求嚴格的專(zhuān)用計算機系統，目前嵌入式系統已經(jīng)無(wú)處不在,從汽車(chē)、家用微波爐、PDA（個(gè)人數字助理）、電視機、到工控生產(chǎn)現場(chǎng)、通信、儀器、儀表、汽車(chē)、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類(lèi)產(chǎn)品方面，都能發(fā)現嵌入式系統的蹤影。

Linux本身作為一個(gè)桌面系統，其最大的特點(diǎn)是操作系統源代碼公開(kāi)并且遵循GPL協(xié)議，其內核采用模塊化的設計，易于裁減，特別適合嵌入式系統的小型化要求，在嵌入式系統中占據了半壁江山。

本系統選用的處理器是SAMSUNG公司的一款中高端arm9內核的CPU-S3C2410，其內建有MMU（內存管理單元），主頻可達到203MHz，運行嵌入式Linux2.4系統正好如魚(yú)得水，不但保持了嵌入式系統小型化、低功耗、易攜帶的特點(diǎn)，又充分利用了Linux系統的內存、文件、線(xiàn)程管理功能，大大方便了程序的開(kāi)發(fā)和程序中多任務(wù)功能的實(shí)現。

2 系統結構

系統一般可分為實(shí)時(shí)和觸發(fā)模式兩種，可以根據具體的情況設計合適的方式，如果采用實(shí)時(shí)，將占用較多網(wǎng)絡(luò )資源，成本相對較高，采用觸發(fā)模式的運行成本較低，這里采用觸發(fā)模式，系統結構見(jiàn)圖1。

當遇異常情況后，觸發(fā)終端拍攝圖片，同時(shí)其內部的嵌入式模塊和CDMA模塊協(xié)同運作，完成Internet的接入（包括撥號、PPP和CTP/IP協(xié)議的處理等），并把拍攝到的圖片數據經(jīng)打包后發(fā)送給中心主機，或發(fā)送給指定的E-mail地址，中心主機登錄到Internet上后運行服務(wù)器端軟件就可以瀏覽由點(diǎn)發(fā)來(lái)的圖片。

3 硬件系統設計

要能夠正確運行一個(gè)操作系統，硬件方面至少應該包括CPU、內存和固態(tài)存儲器、系統內部以及外設接口。

SAMSUNG公司的S3C2410 CPU具有3個(gè)UART、1個(gè)RTC和觸摸屏接口，還具有I2C、USB Host、USB Device等接口，充分滿(mǎn)足了系統的需要，而且性?xún)r(jià)比極高，是一個(gè)很不錯的選擇。

由于剪裁后的Linux系統所占得存儲空間非常?。ㄖ挥袔譓B），我們選擇Nor Flash作為固體存儲器，型號是E28F128J3A150，容量為16MB，通過(guò)16位數據與CPU交換數據，并利用其上端8MB空間（00800000H-00ffffffH）開(kāi)辟了一個(gè)jffs2文件存儲系統，存儲系統的配置文件。

64MB的SDRAM為2片K4S561632C，通過(guò)32位數據與CPU交換數據。

通過(guò)MAX3232C電平轉換芯片和RTL8019網(wǎng)絡(luò )芯片轉換成一個(gè)RS-232接口和一個(gè)以太網(wǎng)接口，用串口線(xiàn)和以太網(wǎng)網(wǎng)線(xiàn)與PC機相連，組成可以交叉編譯的開(kāi)發(fā)環(huán)境。

通過(guò)CPU上集成的USB Host接口直接與USB攝像頭連接，考慮到監控與控制模塊接口的要求，選用USB1.1接口的紅外線(xiàn)攝像頭。

通過(guò)CPU上集成的UART接口直接與CDMA Modem模塊相連接，選用價(jià)格適中的AnyData公司的DTGS-800 CDMA模塊。

4 軟件系統設計

4.1 控制終端程序設計

控制終端軟件的核心是嵌入式Linux操作系統，一切功能的實(shí)現都基于Linux操作系統完成，Linux本身作為一個(gè)桌面系統，進(jìn)入嵌入式操作系統領(lǐng)域時(shí)，需要解決的問(wèn)題主要包括硬件支持、提供二次開(kāi)發(fā)的環(huán)境以及小型化（裁減內核）等，小型化的目的是在滿(mǎn)足操作系統基本功能和用戶(hù)特定需要的情況下，使內核盡可能小，作為一個(gè)操作系統，Linux內核主要負責程序的管理與調度、內存的管理及對外設的驅動(dòng)和管理等，由于Linux內核采用模塊化的設計，很多模塊可以獨立地加載或卸載，所以小型化就是對Linux內核重新編譯，在編譯時(shí)仔細地選擇嵌入式設備所需要的功能模塊，同時(shí)刪除不需要的功能，這里只需要串口驅動(dòng)、USB攝像頭接口驅動(dòng)（包含USB Host，USB Core和USB Device）還有撥號網(wǎng)絡(luò )應用，還要支持PPP、TCP/IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，其他都可以刪除掉，使系統運行所需要的內核顯著(zhù)減小至1Mb以?xún)取?/span>