基于ARM的视频监控系统的设计与实现1-图文..doc

-42-20078产品设计与实现一、前言二、数字视频监控系统的组成三、视频服务器的硬件实现监控系统作为现代企业不可缺少的重要组成部分,已广泛应用于交通、医院、银行、家居、视频会议和视频点播、证券、远程教育等诸多领域,可以有效地避免安全隐患的发生,保障员工人身安全和企业资产不受损失,实现无人值守。早期的模拟监控系统不能联网,只能与监控中心进行点对点通信,随着图像与视频处理技术、网络技术和自动控制技术的发展,视频监控系统已过渡到数字化的网络监控。它以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,采用先进的数字图像压缩编/解码技术和传输技术,将智能图像处理与识别技术用于图像显示、调整、跟踪,根据现场环境智能调节摄像机的位置及清晰度,对物体进行跟踪识别,对图像进行分析和处理。数字视频监控系统主要由监控中心、通信链路和多个监控站点组成。通讯链路在企业内部使用企业已经铺设好的局域网线路,将其连人企业内部网,然后可以将其接人Internet,以便将信号传输给远端分控计算机或授权用户。传输的数据包括视频、报警等录像数据和控制信号。监控中心具有电视墙、磁盘阵列、服务器、交换机和路由器等网络设备,还可以通过多级级联构成多级监控系统。监控站点主要由视频服务器和摄像机组成,整个系统组网灵活;可以突破地域限制,进行大规模、远距离的实时图像监控和报警处理。如图1所示。监控系统的软件包括客户端、服务器端软件两部分以及相互之间的通信。在实际工作中,根据实际情况,在需要的地方安装相应的前端监控设备(彩色或黑白摄像机、固定或活动云台、定焦或变焦和相应的软件系统。图I中的每个监控站点主要由摄像头、云台控制器、网络视频服务器组成,可配置可变镜头、麦克风、扬声器等外设,如图2所示。其中网络视频服务器以嵌人式微处理器为核心,由视频采集编码模块、网络功能模块、实时时钟模块、摄像头云台控制模块等组成。嵌人式微处理器是硬件部分的核心,采用SAMSUNG的微处理器S3C4510B。该微处理器内置了图I监控系统的构成1、嵌入式微处理器基于ARM的视频监控系统的设计与实现刘恒洋王森(重庆重庆工学院计算机系,400050【摘要】【关键字】随着计算机技术和图像处理技术的发展,数字视频监控系统得到了广泛应用。随着嵌入式技术和网络技术的发展,出现了基于嵌入式和Internet的视频监控系统。介绍了基于ARM微处理器的嵌入式网络视频监控系统的组成,着重阐述了监控系统的原理、设计方案,硬件模块和软件模块的实现方法。嵌入式系统远程监控图像处理Ip组播数据压缩远程分控计算机1授权用户1企业主干网授权用户2主控机房电视墙交换机主控计算机监控站1磁盘阵列服务器视频服务器视频服务器监控站220078产品设计与实现ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI内核,可以执行32位的ARM指令或16位的Thumb指令,操作频率最高达50MHz,专为以太网通信系统的集线器和路由器而设计,提供了8K字节的Cache和以太网控制器,内置2通道的HDLC(高级数据链路控制,2个UART(通用异步收发通道,32位定时器和18个通用可编程I/0端口,具有低成本和高性能的特点。云台控制器配有标准RS232接口,与视频服务器的串口相连,由视频服务器对云台进行控制。监控中心或授权用户可以通过网络发送命令给视频服务器,通过视频服务器上的RS232串口,发送控制指令给云台控制器,控制云台中各个电源开关的开合,从而实现对云台上、下、左、右、自动等动作的控制以及摄像头的变焦、变倍、拉伸等的控制。视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。视频数据采集芯片选用Omnivition公司的彩色数字图像传感器OV7620,负责采集摄像机发送来的模拟视频数据并进行模数转换,然后将处理后的数字化视频YUV数据存人数据缓冲器1。该芯片支持VGA/QVGA两种格式的图像,最高像素达326688,帧速率可达30fps,数据格式包括YCrCb4:2:2,GRB4:2:2,RGBRawData三种,可调节图像的亮度、对比度、饱和度等,支持CCIR601,CCIR656,ZVport等数字视频接口,在功能及图像品质上达到要求。视频数据压缩部分的功能是从数据缓冲存储器1中读出YUV格式的视频数据,进行MPEG4格式的压缩,然后通过数据总线将数据存储到另一个缓冲存储器2中,由S3C4510B进行处理。该压缩芯片采用美国Vweb公司生产的VW2010,这是一种常用的实时视音频压缩/解压缩芯片,兼容MPEG-1、2、4、H.263标准,具有很高的实用性和性价比,计算能力强大,可以以每秒25帧或30帧的采样速度对视频信号进行实时、动态的捕获和压缩。VW2010芯片在图像压缩完成后或当数据缓冲存储器半满时,会产生中断,通知系统图像压缩任务己经完成,或者缓冲区等待取