基于3G無線網絡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網絡為傳輸網絡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。重點介紹了視頻采集、壓縮編碼、無線發送過程。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IEEE 802.11g無線傳輸模塊發送到3G傳輸網絡。經實驗證明,該系統具有較好的實時性和可靠性,在搶險救災等領域得到了較廣泛的應用。
關鍵詞:監控前端;H.264編碼;RTP/RTCP協議;ARM;Linux
0 引言
隨著社會的不斷發展和進步,人們日常生活中安全問題得到越來越高的重視。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察和調度被控區域的能力,以其直觀、準確、及時和信息內容豐富等優勢廣泛應用于現代化小區、交通、運輸、消防等領域。隨著科學技術的不斷進步和人們對監控系統要求的不斷提高,監控系統也經歷了從模擬監控時代到數字化網絡監控時代的飛速發展變化。基于國內已經投入商業運營的3G網絡的無線視頻監控系統具有強大的無線網絡傳輸功能,能夠克服由于地理位置、布線成本和遠距離監控等帶來的問題。相對于有限傳輸,無線傳輸模式具有安裝方便、靈活性強、性價比高等特性,諸多優勢使得無線監控系統成為如今視頻監控領域新的發展方向。
基于這一發展方向,ARM微處理器具有體積小、功耗低、成本低、性能高等優點,Linux操作系統具有開放源碼、可裁剪、易操作等優點。無線視頻監控系統前端采用ARM926-EJS微處理器和Linux操作系統,通過無線發射模塊把采集、壓縮編碼好的視頻流發送到3G無線網絡過程中。本文重點闡述對視頻信號的采集、壓縮編碼、發送過程。
1 視頻監控系統前端硬件設計
無線視頻監控系統前端,主要完成現場視頻的采集、壓縮編碼、發送。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、網口LAN8700、LC6311無線發射模塊等組成。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、自動白平衡等參數可調。允許使用全功能操作系統,功耗低、時鐘頻率為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勢,ROM采用非線性K9F2G08ROA -JIBO NANDFLASH芯片,其存儲容量高于線性結構的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ARM926EJS對TVP5150進行控制使得對視頻信號進行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CH7024進行D/A解碼轉換成PAL制式的模擬信號。基于IEEE 802.11b/g協議無線傳輸模塊SIM5218,通過USB與ARM926-EJS進行連接。無線視頻監控系統前端硬件原理圖如圖1所示。
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