基于ARM和DSP的远程视频监控系统的设计与实现.pdf

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基于ARM和DSP的远程
视频监控系统的设计与实现

肖政宏韩秋凤朱丽群
(湖南文理学院计算机科学与技术系，湖南常德415000)

[摘要]本文提出了一种基于ARM和DSP的远程视频监控系统的体系结构，该体系结
构将硬件分为两大模块，以PhilipsLPC2114为中央处理器的系统控制模块主要完成系统的控制
功能，以BlackfinADSP-BF533为中央处理器的图像处理模块主要完成MPEG-4视频流的压缩
及自适应网络传输。本文还介绍了嵌入式网络视频服务器和远程控制平台的软件设计与实
现。通过自定义协议，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，各项指
标均符合设计要求。
【关键词】远程视频监控ARMDSPMPEG-4自定义协议

一、引言4编码芯片IME6400进行图像压缩、摩托罗拉公司的嵌
随着视频编解码技术、计算机网络技术、数字信人式处理器MCF5307组成嵌人式视频监控服务器方
号处理技术和嵌人式系统的发展，以嵌人式网络视频案。该方案的主要缺点是缺乏强大的图像处理能力，
服务器为核心的远程视频监控系统开始在市场上崭露整个系统软件必须运行于RCLinux之上，系统成本较
头角。该系统把摄像机输出的模拟视频信号通过内置高。
的嵌人式视频编码器直接转换成视频流，通过计算机(3)ARM嵌入式处理器+DSP处理器。现在已有
网络传输出去。嵌人式网络视频服务器具备视频编码一些基于ARM和I)SP的嵌人式视频监控方案，文献[5]提
处理、网络通信、系统控制等强大功能，直接支持网出一种采用AnalogDevices公司的BF533实现MPEG-4标
络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有准的图像压缩、以Inte讼司的XscalePXA261作为控制的
的广度。嵌人式视频监控系统。文献回提出了一种采用SAA7114A进
目前，嵌入式网络视频服务器的解决方案主要有行图像采集、采用TMS320C6202B进行MJPEG2000标准
以下几种:的图像压缩、以嵌人式ARM芯片S3C4510进行系统控
(1)视频采集芯片+DSP处理器。该方案中由视制和网络传输的嵌人式网络视频服务器方案。该方案
频采集芯片完成图像的预处理，由DSP完成图像的存的主要缺点是:由于要使用ARM芯片对DSP的寄存器
储、基于MPEG-4,H.263或M-JPEG标准的图像压缩、进行操作，设计、调试、使用较困难，整个系统软件
网络传输。文献[I]提出了基于ADSP-BF532的嵌人式网必须运行于RCLinux之上，系统成本偏高。
络视频服务器方案，文献[2]提出了基于TMS320DSC21的与现有的嵌人式网络视频服务器的解决方案不同
嵌入式网络摄像机[3]的方案。该方案的主要缺点是控的是:(1)本文设计的体系结构将硬件划分为两大模
制不够灵活，由于DSP通常没有强大的操作系统，功能块，即系统控制模块和图像处理模块。两个模块不是
单一，不适合做系统控制。通过共用一部分存储器的方式进行通信，而是通过连
(2)视频采集芯片+图像压缩芯片+嵌人式处理接对应引脚的直通方式进行通信，符合模块化的设计
器。文献[4]提出了一种采用Philips公司的视频解码芯片原则，设计、调试更加容易，使用更便。(2)为缩
SSAA7114H进行图像采集、采用Intime公司的MPEG-短系统开发周期，提高系统的可靠性，本系统未使用
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嵌人式RCLinux操作系统，而是通过自定义电话号码输，两个处理器之间通过对应引脚直通的方式进行通
协议、切换协议、报警协议及精简的TCP/IP协议等，信。
系统实现了数据的可靠传输和MPEG-4视频流图像的平1、系统控制板硬件设计
滑传输。(3)系统设计了来电显示功能，远程端通过系统控制模块如图2所示，该模块采用的主芯片是
接收FSK'’或DTMF'拨号信令的方式唤醒前端主机上Philips公司的LPC2114，该芯片支持实时仿真和跟踪。
线，前端嵌人式网络视频服务器不需申请固定的IP地由于LPC2114非常小的64脚封装且内置了宽范围的串行
址。与其它嵌入式视频服务器方案相比，系统功能更通信接口，非常适合通信网关、协议转换器、嵌人式
加强大，使用更加方便，更加节省成本。软件、调制解调器以及其它各种类型的应用。我们既
二、嵌入式远程视频监控系统的体系结构可在此款芯片上移植嵌人式操作系统，也可以直接启
系统总体结构如图1所示。动代码运行应用程序。其外围电路主要有:具有数字
解码和滤波功能的双音多频(DTMF)信号接收芯片
HT9170，该芯片利用数字计数的方法对16种DTMF输人
进行解码，并产生4bit的解码输出;支持频移键控的
FSK解码芯片MT88E39，该芯片为16PinS