基于S3C2410平臺和WinCE的數字視頻監控系統的設計

筆者設計的一種嵌入式系統，以WinCE操作系統和ARM硬件平臺為核心實(shí)現了對現場(chǎng)的實(shí)時(shí)監控，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )把視頻圖像傳輸到主機端，以實(shí)現分析、存儲和顯示等功能。

1 系統設計

本系統主要由操作系統定制、視頻圖像采集、視頻圖像無(wú)線(xiàn)傳輸三部分組成。系統的核心芯片選用基于ARM920T內核的S3C2410嵌入式微處理器，軟件環(huán)境選用Microsoft Windows CE操作系統。系統首先通過(guò)USB攝像頭采集現場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻信息，并對其進(jìn)行壓縮。然后，使用兩塊無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡在A(yíng)RM開(kāi)發(fā)板與上位機之間構建一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )，從而將壓縮的視頻數據傳輸到主機端，終端用戶(hù)即可在主機端通過(guò)流媒體播放程序查看遠程視頻影像。

視頻監控系統總體結構框圖如圖l所示。

2 操作系統的定制

系統硬件平臺的核心芯片選用了S3C2410處理器，最高頻率可達203 MHz。S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用O．18μm制造工藝的32位微控制器。該處理器具有較高的集成度，簡(jiǎn)化了應用系統的硬件設計，提高了系統的可靠性。開(kāi)發(fā)扳上還擴展了4MB的NOR Flash、64 MB的NAND Flash和64 MB的DRAM。

系統選用了Microsoft Willdows CE(簡(jiǎn)稱(chēng)“WinCE”)操作系統。WinCE是一個(gè)緊湊的、高效且可擴展的32位操作系統，適用于各種嵌入式系統和產(chǎn)品。它擁有多線(xiàn)程、多任務(wù)和確定性的實(shí)時(shí)、完全搶占式優(yōu)先級的操作系統環(huán)境，專(zhuān)門(mén)面向只有有限資源的硬件系統；同時(shí)，它的模塊化設計方式使得系統開(kāi)發(fā)人員和應用開(kāi)發(fā)人員能夠為多種多樣的產(chǎn)品來(lái)定制它，可以選擇、組合和配置WinCE的模塊和組件來(lái)創(chuàng )建用戶(hù)版的操作系統。

在WinCE產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，主要有內核定制和應用程序開(kāi)發(fā)兩項非常重要的工作。微軟在兩方面都提供了良好的開(kāi)發(fā)工具，即內核定制工具Platform Builder(簡(jiǎn)稱(chēng)“PB”)和應用程序開(kāi)發(fā)工具Embedded Visual C++(簡(jiǎn)稱(chēng)“EVC”)。

在系統定制過(guò)程中，各部分的關(guān)系如圖2所示。

3 視頻圖像采集

3．1 攝像頭驅動(dòng)

圖像采集模塊的硬件資源選用了當前市面上應用最廣泛的USB接口的中星微攝像頭。該款攝像頭造價(jià)低廉，成像效果好，用于本系統中體現出了較高的性?xún)r(jià)比。系統在進(jìn)行視頻采集前，首先要檢測設定視頻源。系統啟動(dòng)后，WinCE操作系統會(huì )自動(dòng)檢測攝像頭是否連接好。本系統在定制WinCE操作系統時(shí)，通過(guò)修改操作系統配置和注冊表?？梢允瓜到y自動(dòng)加載攝像頭在WinCE下的驅動(dòng)程序ZC030x．dll。

系統自動(dòng)加載驅動(dòng)程序時(shí)，首先要將驅動(dòng)程序復制到＼WINDOWS文件夾下，然后向注冊表中寫(xiě)入攝像頭的驅動(dòng)信息：