基于A(yíng)RM9的嵌入式3G無(wú)線(xiàn)視頻監控系統設計

相對于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )而言,無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )狀況更不穩定,除去網(wǎng)絡(luò )流量所造成的傳輸速率的波動(dòng)外, 設備的移動(dòng)速度和所在位置也會(huì )嚴重地影響到傳輸速率。其次, 無(wú)線(xiàn)信道的環(huán)境也要比有線(xiàn)信道惡劣得多，數據的誤碼率也要高許多,而高壓縮的碼流對傳輸錯誤非常敏感, 還會(huì )造成錯誤向后面的圖像擴散, 因此無(wú)線(xiàn)流媒體在信源和信道編碼上需要很好的容錯技術(shù)。錯誤恢復的工具隨著(zhù)視頻壓縮編碼技術(shù)的提高在不斷改進(jìn)。舊的標準(H.261、H.263、MPEG-2 的第二部分)中,使用片和宏塊組的劃分、幀內編碼宏塊、幀內編碼片和幀內編碼圖像來(lái)防止錯誤的擴散。之后改進(jìn)的標準(H.263+，MPEG-4)中,使用多幀參考和數據分割技術(shù)來(lái)恢復錯誤。H.264 標準在以前的基礎上提出了三種關(guān)鍵技術(shù)來(lái)進(jìn)行錯誤的恢復， 分別是參數集合、靈活的宏塊次序(FMO)和冗余片(RS)。FMO 是H.264 的一大特色，可以是一幀中的宏塊順序分割，使分割后的片的尺寸小于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的MTU 尺寸，避免在網(wǎng)絡(luò )層再進(jìn)行一次數據分割，降低了數據傳輸的額外開(kāi)銷(xiāo)。

3.4 嵌入式Web 服務(wù)器設計

本系統選用適合嵌入式系統的Boa 服務(wù)器， 它是單任務(wù)HTTP 服務(wù)器， 占用空間小， 另外支持動(dòng)態(tài)Web 技術(shù)的CGI 技術(shù)， 源代碼開(kāi)放， 性能高。嵌入式Boa 服務(wù)器移植到Linux 系統中的網(wǎng)上相關(guān)資料很多， 不再贅述。

下面重點(diǎn)介紹應用程序接口CGI 程序設計。

公共網(wǎng)關(guān)接口CGI 是HTTP 服務(wù)器與其他機器上的程序進(jìn)行“ 交談” 的一種工具， 其程序須運行在網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上。CGI 是一個(gè)用于Web 服務(wù)器與外部程序之間通信方式的標準， 使得外部程序能生成HTML、圖像或其他內容，而服務(wù)器處理的方式與那些非外部程序生成的HTML、圖像或其他內容的處理方式是相同的。使用CGI的原因在于它是一個(gè)定義良好并被廣泛支持的標準， 沒(méi)有CGI 就不可能實(shí)現動(dòng)態(tài)的Web 頁(yè)面， 除非使用一些服務(wù)器中提供的特殊方法。

CGI 程序入口為main () 函數， 函數首先執行初始化用到的變量， 然后根據提供的環(huán)境變量Environmentv 獲取當前訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)的用戶(hù)名， 判斷用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)權限， 然后根據REQUESM 得到用戶(hù)的請求方法。如果是POST， 則根據Contentl 獲取用戶(hù)請求內容并分析；如果是GET， 則根據Querys 獲取信息并分析請求內容， 最后根據用戶(hù)權限做出相應的處理；如果是其他的請求方法， 則返回錯誤， 不支持該請求方法。流程圖如圖5 所示。

圖5 CGI 程序處理流程

S3C2410 憑借其高性?xún)r(jià)比、豐富的接口以及對網(wǎng)絡(luò )的強大支持, 使其非常適合做網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統的Web視頻服務(wù)器的處理器。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 降低50%左右的碼率。H.264 的碼流結構網(wǎng)絡(luò )適應性強， 增加了差錯恢復能力，能夠很好地適應IP 和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。本系統支持動(dòng)態(tài)IP, 可以直接連入以太網(wǎng), 能夠即插即看。通過(guò)局域網(wǎng)(100 Mb/s 以太網(wǎng)) 內部測試, 可以達到25 幀/秒CIF 圖像(320×240) 要求, 傳輸延遲0.6 s 以?xún)龋?編碼后的碼率150 Kbit/s ， 由客戶(hù)端軟件解碼恢復后的視頻圖像清晰、流暢、沒(méi)有抖動(dòng)現象， 能獲得較好的視頻質(zhì)量。