嵌入式系統移動(dòng)視頻監控終端平臺安全性

3 基于INTEL IXP425的解決方案
為了克服上面描述的視頻信號對傳輸的需要和無(wú)線(xiàn)環(huán)境的特點(diǎn)之間的尖銳矛盾，本方案主要通過(guò)以下手段來(lái)客服這些難點(diǎn)：
(1)采用高性能的INTEL IXP425芯片。IXP425擁有266～533 MHz XScale核以及3個(gè)多線(xiàn)程微處理引擎：NPE A、NPE B、NPE WAN，帶來(lái)極高的數據處理性能。其中NPE B內嵌SHA-1／MD5、DES／3DES、AES加密算法引擎，內置2個(gè)獨立的10／100 Mb／s以太網(wǎng)MAC，32位33～66 MHz PCI總線(xiàn)，支持4個(gè)PCI設備，2個(gè)高速UART口，1個(gè)USB Device口，16個(gè)GPIO，工業(yè)級32位網(wǎng)絡(luò )嵌入式處理器(-40～+85℃)。采用IXP425處理器的系統提供32 MBFLASH，128 MB SDRAM內存(最大256 MB)，提供獨立的10／100 Mb／s以太網(wǎng)口，滿(mǎn)足各種網(wǎng)絡(luò )應用，一個(gè)MiniPCI Slot，可以直接插接MiniPCI卡(預留)，如無(wú)線(xiàn)WLAN網(wǎng)卡，6個(gè)高速RS 232口(1個(gè)調試口，4個(gè)CDMA接口，1個(gè)視頻采集卡接口)，2個(gè)TTLUART口，2個(gè)高速USB HOST口(可用作移動(dòng)硬盤(pán)，保證視頻數據的本地實(shí)時(shí)存儲)，1個(gè)USB Device口，16個(gè)GPIO口，配置RTC，JTAG調試口。強大的網(wǎng)絡(luò )及通信功能及擴展功能是IXP425平臺的特色。IXP425平臺是基于網(wǎng)絡(luò )處理器的設計及其功能配備使它能支持各種應用：網(wǎng)絡(luò )視頻音頻主機應用開(kāi)發(fā)平臺，嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡(luò )及通信開(kāi)發(fā)平臺，嵌入式工業(yè)通信計算機，嵌入式網(wǎng)絡(luò )計算機，802．11a／b／g GateWay，SOHO router，internet gateway，WLAN AP，網(wǎng)絡(luò )防火墻，等。高速高效能的XScale嵌入式處理內核也使它可作為各類(lèi)通信設備控制板、工業(yè)控制的開(kāi)發(fā)平臺。
(2)采用高性能圖像壓縮算法。目前視頻領(lǐng)域中最為重要的編解碼標準有國際電聯(lián)的H．261、H．263、H．264和國際標準化組織運動(dòng)圖像專(zhuān)家組的MPEG系列標準，而在網(wǎng)絡(luò )的視頻流傳輸中，則活躍著(zhù)Real Video、WMV、QuickTime等，此外還有ON2的VP5、VP6以及我國自主研制的AVS等。其中，H．264采用DPCM加變換編碼的混合編碼模式，但它采用“回歸基本”的簡(jiǎn)潔設計，不用眾多的選項，獲得比H．263++好得多的壓縮性能；應用目標范圍較寬，以滿(mǎn)足不同速率、不同分辨率以及不同傳輸(存儲)場(chǎng)合的需求；它的基本系統是開(kāi)放的，使用無(wú)需版權。這些措施使得H．264算法具有很高的編碼效率，在相同的重建圖像質(zhì)量下，能夠比H．263節約50 ％左右的碼率。H．264性能的改進(jìn)是以增加復雜性為代價(jià)而獲得的，其編碼的計算復雜度大約相當于H．263的3倍，解碼復雜度大約相當于H．263的2倍。
(3)通過(guò)復用4個(gè)華為CM320CDMA1x模塊增加無(wú)線(xiàn)傳輸帶寬。由于實(shí)際測得的一路CDMA1x上行數據傳輸速率約為40 Kb／s，這樣的速率是無(wú)法滿(mǎn)足視頻監控的帶寬需要的，因此提出可以采用四路CDMA1x并行的方式來(lái)增加傳輸帶寬，這樣實(shí)際最高速率達到160 Kb／s。配合H．264壓縮算法，可以得到比較滿(mǎn)意的視頻監控質(zhì)量。多路CDMA1x并行使用的結構如圖2所示。

本方案的優(yōu)勢在于：
(1)網(wǎng)絡(luò )化監控。通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )，真正做到任何時(shí)間、從任何地方、對任何現場(chǎng)都能實(shí)現監控。
(2)網(wǎng)絡(luò )化存儲。系統可以實(shí)現本地、遠程的錄像存儲及錄像查詢(xún)和回放。
(3)高可靠性。系統所采用的視頻編碼器和網(wǎng)絡(luò )攝像機均為整機嵌入式系統，是工業(yè)級設備，具備極高的可靠性，即插即用，無(wú)需專(zhuān)人管理，特別適合于無(wú)人值守的遠程監控點(diǎn)。
(4)方便使用、操作管理簡(jiǎn)單。既可以安裝客戶(hù)端軟件，也可以直接通過(guò)Web方式進(jìn)行遠程監控和遠程管理，圖形化界面。
(5)完整的監控管理功能。系統為用戶(hù)提供了靈活的監控畫(huà)面選擇，電子地圖使用、對云臺和變焦的控制、預置位和鏡頭的輪巡，以及實(shí)現圖像抓拍、錄像和錄像回放。
(6)有效利用帶寬。根據網(wǎng)絡(luò )帶寬視頻流可自動(dòng)調節，實(shí)現多路CDMA復用。
(7)可擴展性。增加網(wǎng)絡(luò )攝像機、視頻編碼器和監控工作站非常簡(jiǎn)單，能夠持續平滑升級和擴展，降低對系統的整體投資成本，和其他管理控制兼容。
(8)功能強大的管理平臺。分布分級式管理，用戶(hù)可以不受時(shí)間、空間限制對監控管理目標進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)查看以及實(shí)時(shí)指揮。