基于3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的視頻監控系統前端設計

摘要：介紹了一種以ARM926-EJS微處理器為主控制器、Linux為操作系統、WCDMA網(wǎng)絡(luò )為傳輸網(wǎng)絡(luò )的視頻監控系統前端。給出了視頻監控系統前端的硬件設計、軟件設計。重點(diǎn)介紹了視頻采集、壓縮編碼、無(wú)線(xiàn)發(fā)送過(guò)程。將視頻監控系統前端輸出的H．264視頻流封裝成大小合適的RTP數據包，然后通過(guò)IEEE 802．11g無(wú)線(xiàn)傳輸模塊發(fā)送到3G傳輸網(wǎng)絡(luò )。經(jīng)實(shí)驗證明，該系統具有較好的實(shí)時(shí)性和可靠性，在搶險救災等領(lǐng)域得到了較廣泛的應用。
關(guān)鍵詞：監控前端；H．264編碼；RTP／RTCP協(xié)議；ARM；Linux

0 引言
隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們日常生活中安全問(wèn)題得到越來(lái)越高的重視。視頻監控作為安全防范系統的重要組成部分，使得人們可以遠距離的觀(guān)察和調度被控區域的能力，以其直觀(guān)、準確、及時(shí)和信息內容豐富等優(yōu)勢廣泛應用于現代化小區、交通、運輸、消防等領(lǐng)域。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對監控系統要求的不斷提高，監控系統也經(jīng)歷了從模擬監控時(shí)代到數字化網(wǎng)絡(luò )監控時(shí)代的飛速發(fā)展變化。基于國內已經(jīng)投入商業(yè)運營(yíng)的3G網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)視頻監控系統具有強大的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸功能，能夠克服由于地理位置、布線(xiàn)成本和遠距離監控等帶來(lái)的問(wèn)題。相對于有限傳輸，無(wú)線(xiàn)傳輸模式具有安裝方便、靈活性強、性?xún)r(jià)比高等特性，諸多優(yōu)勢使得無(wú)線(xiàn)監控系統成為如今視頻監控領(lǐng)域新的發(fā)展方向。
基于這一發(fā)展方向，ARM微處理器具有體積小、功耗低、成本低、性能高等優(yōu)點(diǎn)，Linux操作系統具有開(kāi)放源碼、可裁剪、易操作等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)線(xiàn)視頻監控系統前端采用ARM926-EJS微處理器和Linux操作系統，通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊把采集、壓縮編碼好的視頻流發(fā)送到3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )過(guò)程中。本文重點(diǎn)闡述對視頻信號的采集、壓縮編碼、發(fā)送過(guò)程。

1 視頻監控系統前端硬件設計
無(wú)線(xiàn)視頻監控系統前端，主要完成現場(chǎng)視頻的采集、壓縮編碼、發(fā)送。系統硬件平臺主要由嵌入式微處理器ARM926-EJS，NAND FLASH，DDR2、TVP5150視頻輸入、CH7024視頻輸出、網(wǎng)口LAN8700、LC6311無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊等組成。ARM926-EJS處理器具有EMMA支持強大的視頻處理控制，亮度、飽和度、對比度、自動(dòng)白平衡等參數可調。允許使用全功能操作系統，功耗低、時(shí)鐘頻率為400MHz。所以選擇ARM926-EJS為核心微處理器。存儲器包括RAM和ROM兩部分，RAM采用高速SDRAMHYB18M1G320BF-7．5對處理視頻數據有非常好的優(yōu)勢，ROM采用非線(xiàn)性K9F2G08ROA -JIBO NANDFLASH芯片，其存儲容量高于線(xiàn)性結構的NORFLASH。TVP5150具有超低功耗、支持NTSC／PAL／SECAM等格式的高性能視頻解碼器，通過(guò)ARM926EJS對TVP5150進(jìn)行控制使得對視頻信號進(jìn)行A／D解碼，達到對視頻采集的目的。ARM926-EJS輸出的數字視頻信號通過(guò)CH7024進(jìn)行D／A解碼轉換成PAL制式的模擬信號。基于IEEE 802．11b／g協(xié)議無(wú)線(xiàn)傳輸模塊SIM5218，通過(guò)USB與ARM926-EJS進(jìn)行連接。無(wú)線(xiàn)視頻監控系統前端硬件原理圖如圖1所示。