基于S3C2440處理器的遠程圖像無(wú)線(xiàn)監控系統設計方案
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對圖像監控系統，用戶(hù)常常提出這樣的功能需求：希望能夠監控距離較遠的對象。這些對象有可能分布在郊區、深山，荒原或者其他無(wú)人值守的場(chǎng)合；另外，希望能夠獲取比較清晰的監控圖像，但對圖像傳輸的實(shí)時(shí)性要求并不高，很明顯，用傳統的PC機加圖像采集卡的方式很難滿(mǎn)足這樣的需求。
在嵌入式領(lǐng)域，ARM9系列微處理器在高性能和低功耗方面提供了最佳的性能，因此選用ARM9嵌入式處理器S3C2440設計實(shí)現了一個(gè)遠程圖像光線(xiàn)監控系統通過(guò)這個(gè)系統，可以遠在千里之外控制一個(gè)攝像機進(jìn)行圖像采集并回傳。如果這個(gè)攝像機有一個(gè)485接口的云臺，還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠程控制攝像機的取景角度、鏡頭拉伸、聚焦等功能。
除了獲取圖像數據。系統還提供了多路開(kāi)關(guān)控制和數據采集功能，可以連接溫度、濕度等各類(lèi)傳感器和控制紅外夜視燈等其他外部設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。最后，通過(guò)GPRS或CDMA無(wú)線(xiàn)通信模塊及Internel互聯(lián)網(wǎng)將數據傳至任何地方
1 系統設計
本系統采用三星公司的S3C2440嵌入式處理器和arm-linux2.4.26操作系統；S3C2440使用ARM920T內核，主頻是400MHz；除了集成通用的串口控制器、USB控制器、A/D轉換器和GPIO等功能之外，還集成了一個(gè)攝像頭接門(mén)（CAMIF）（這個(gè)接口是遠程圖像采集的核心部分）。系統在S3C2440處理器的控制下，從CCD攝像機采集模擬視頻信號，然后經(jīng)過(guò)編碼、DMA傳輸到內存緩沖，接著(zhù)由軟件對內存中的數字視頻數據進(jìn)行壓縮和打包。最后通過(guò)通信單元將圖像以IP包的方式發(fā)送到監控中心的服務(wù)器。整個(gè)系統的硬件結構原理如圖1所示
1.1 圖像采樣接口
S3C2440的攝像頭接口（CAMIF）支持ITU-R BT.601/656 YCbCr8比特標準的圖像數據輸入，最大可采樣4096×4096像素的圖像。攝像頭接口可以有兩種模式與DMA控制器進(jìn)行數據傳輸：一種是P端口模式，把從攝像頭接口采樣到的圖像數據轉為RGB數據，并在DMA控制下傳輸到SDRAM（一般這種模式用來(lái)提供圖像預覽功能）；另一種是C端口模式，把圖像數據按照YCbCr4:2:0或4:2:2的格式傳輸到SDRAM（這種模式主要為MPEG-4、H.263等編碼器提供圖像數據的輸入）。上述兩種工作模式都允許設置一個(gè)剪輯窗口，只有進(jìn)入這個(gè)窗口的圖像數據才能夠傳輸到SDRAM。上述過(guò)程可用圖2說(shuō)明。
S3C2440的攝像機接口接收ITU標準的圖像數據，不能直接接收CCD攝像機輸出的模擬視頻信號，因此還需要1片SAA7113視頻解碼芯片。SAA7113可以輸入4路模擬視頻信號，通過(guò)內部寄存器的不同配置可以對4路輸入進(jìn)行轉換，輸入可以為4路CVBS或2路S視頻（Y/C）信號，輸出8位“VPO”總線(xiàn)，為標準的ITU656、YUV 4:2:2格式。對SAA7113初始化需要通過(guò)I2C 總線(xiàn)進(jìn)行，而S3C2440內部集成的I2C控制器正好可以實(shí)現這個(gè)過(guò)程。S3C2440的攝像機接口與SAA7113的連接原理如圖3所示。
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