基于ARM的嵌入式监控系统设计与实现

　　1 引言

　　随着视频编解码技术, 计算机网络技术, 数字信号处理技 术和嵌入式系统的发展, 以嵌入式网络视频服务器为核心的远 该系统把摄像机输出 程视频监控系统开始在市场上崭露头角. 的模拟视频信号通过内置的嵌入式视频编码器直接转换成视 频流,通过计算机网络传输出去. 嵌入式网络视频服务器具备视 网络通信, 系统控制等强大功能,直接支持网络视 频编码处理, 频传输和网络管理,使得监控范围达到前所未有的广度.目前, 嵌入式网络视频服务器的解决方案主要有以下几种:

　　(1)视频采集芯片+DSP 处理器.该方案中由视频采集芯片 完成图像的预处理,由 DSP 完成图像的存储, 基于 MPEG-4, H. 或 M-JPEG 标准的图像压缩, 网络传输. 文献中提出了基于 263 ADSP-BF532 的嵌入式网络视频服务器方案, 文献中提出了基 于 TMS320DSC21 的嵌入式网络摄像机的方案.该方案的主要 缺点是控制不够灵活,由于 DSP 通常没有强大的操作系统,功能 单一,不适合做系统控制.

　　(2)视频采集芯片+图像压缩芯片+嵌入式处理器.文献[4]提 出了一种采用 PHILIPS 公司的视频解码芯片 SSAA7114H 进行图 像采集, 采用 Intime 公司的 MPEG-4 编码芯片 IME6400 进行图 像压缩, 摩托罗拉公司的嵌入式处理器 MCF5307 组成嵌入式视 频监控服务器方案.该方案的主要缺点是缺乏强大的图像处理 能力,整个系统软件必须运行于 μCLinux 之上,系统成本较高.

　　(3)ARM 嵌入式处理器+DSP 处理器.现在已有一些基于 ARM 和 DSP 的嵌入式视频监控方案, 文献中提出一种采用 以 AnalogDevices 公司的 BF533 实现 MPEG-4 标准的图像压缩, INTEL 公司的 XscalePXA261 作为控制的嵌入式视频监控系统. 文 献 中 提 出 了 一 种 采 用 SAA7114A 进 行 图 像 采 集 , 采 用 TMS320C6202B 进行 MJPEG2000 标准的图像压缩,以嵌入式 ARM 芯片 S3C4510 进行系统控制和网络传输的嵌入式网络视 频服务器方案.该方案的主要缺点是:由于要使用 ARM 芯片对 调试, 使用较困难,整个系统软件 DSP 的寄存器进行操作,设计, 必须运行于 μCLinux 之上,系统成本偏高.

　　本文提出的矩阵系统的模块化设计便于将来系统的升级 和扩展,即使在将来扩展时,也不需要替换现有设备,而只需软件 符合模块化的设计 升级或添加硬件,从而保证了系统的延续性. 原则,设计, 调试更加容易,使用更方便. (2)为缩短系统开发周期, 提高系统的可靠性,本系统未使用嵌入式 μCLinux 操作系统,而 是通过自定义电话号码协议,切换协议,报警协议及精简的 TCP/IP 协议等,系统实现了数据的可靠传输和 MPEG-4 视频流 图像的平滑传输与其它嵌入式视频服务器方案相比, 系统功能 更加强大,使用更加方便,更加节省成本.

　　2 系统整体结构设计

　　2.1 系统的总体设计原则

　　2.1.1 合理性

　　这是系统设计的基本原则,注重周界防范, 将危险排除在 小区之外; 强调总体防范, 即以小区为中心 (而非住户为中心) 进行防范; 立体防范, 多种防范手段相结合, 主要考虑在该小 区界设红外线入侵探测系统和电视监控系统,小区的主入口 大门设全方位可调焦高清晰度摄像机,其最低照度应为 1在单元门入口, 车库口设 3LUX 才能保证其良好的夜视效果, 超广角摄像机, 覆盖整个入口区域; 并且通过其长时滞录像机 对近期的资料可随意地对任一摄像机所摄取的画面进行回 放.车库里的摄像机配置*头,保证有人破坏时能及时报 警.总之, 在力争做到无死角又不浪费摄像机的基础上, 使系 统的设计合理并达到最优.