淺談基于嵌入式無線視頻監控中的關鍵技術

陳芳杰

（安徽理工大學，安徽 淮南 232001）

1 引言

近年來，隨著嵌入式技術的出現及人們對降低監控系統成本和提高可靠性的迫切需求，基于嵌入式系統的網絡視頻監控系統將成為新的研發熱點。這種技術是在傳統視頻監控系統的基礎上，結合網絡技術，使視頻監控方式更加多元化。不僅可以方便的對原有的監控結構進行更改，更可以再移動物體上部署監控點，使得監控面積和距離都得到了大幅度提高，而且省去了布線等繁瑣工作。

在這樣的背景下，主要研究基于ARM處理器和嵌入式操作系統來實現監控系統。ARM處理器是一種低成本、低功耗、高性能的16／32位微處理器，而且擁有豐富的界面資源。鑒于目前大多數無線網絡視頻監控系統在傳輸速率方面存在的問題，本文采用總線接口的802.11g無線局域網基帶芯片，設計了一個基于ARM9處理器和嵌入式Windows CE實時操作系統的無線視頻監控終端系統，能提供54Mbps的數據傳輸率，為大容量視頻數據的傳輸提供了高速傳輸通道。該無線視頻監控終端可通過無線API方便地接入無線局域網和有線局域網，只需在一定范圍內，安裝無線接入點就可以和網內任何一個無線視頻監控終端以及帶無線局域網卡的上位監控主機通信。

2 系統總體設計

嵌入式無線視頻監控終端是基于ARM9處理器 S3C2410、Windows CE 操作系統、802.119無線局域網絡技術和目前比較成熟的MPEG-4視頻硬件編碼技術的新型無線視頻監控終端系統。除了具有較高的網絡傳輸速率和高精度硬件實時編碼外，再加上Windows CE強大的網絡和多媒體功能，使的該系統不僅具有可行性，而且開發周期短。

無線視頻監控終端將采集到的模擬視頻先進行A/D轉換，然后經過MPEG-4編碼芯片編碼后由S3C2410主控制器讀入主存，最后經無線模塊通過無線局域網將編碼后的視頻流發送給上位監控主機。監控主機既可以是具有無線功能的筆記本或者平板電腦，也可以是通過以太網與無線AP相連接的Pc機。監控主機對接收到的視頻流進行MPEG-4解碼后播放，實現對現場實時視頻監控，也可以將接收到的視頻流保存為文件，便于以后查看。

3 開發環境及移植技術

3.1 集成開發環境

Windows CE.NET的集成開發環境是微軟官方提供的Platform Builder，它提供了進行設計、創建、編譯、測試和調試 Windows CE.NET操作系統平臺的所有工具，適用于定制基于Windows CE.NET操作系統的嵌入式系統。對于一些通用性較強的嵌入式系統，如智能電話數字媒體接收設備、企業終端、企業Web Pad、網關、工業控制設備、Internet設備、IP電話、移動手持設備、移動電話和機頂盒等，微軟都為其特別定制了專用的操作系統。開發者可以在此基礎上進行開發。

3.2 標準包和驅動移植

自帶的支持三星S3C2410標準BSP的基礎上根據硬件平臺的實際需求進行二次開發即移植而成的。SMDK2410板級支持包是基于三星S3C2410處理器開發的，也是本系統中0S移植的基礎。移植時先對照SMDK2410對應的標準開發板硬件和本系統實際硬件的區別，然后有針對性的進行移植。一般在設計硬件時盡可能的使用和標準開發板一樣的器件，這樣對應的BSP中相關文件代碼及驅動少做修改就可以使用。

引導驅動是嵌入式系統上電最先運行的程序代碼，它跳轉到中斷向量表入口，先進入特權模式，關閉各種模式的中斷。然后開始做各種初始化工作，如初始化通用I/O、各種控制器、CPU狀態、靜態、動態存儲器、時鐘、串口、FLASH和網口等相關外設。然后通過串口與用戶交互完成網絡配置及相關設置，最后完成Windows CE內核的下載和引導。

4 結語

時下，嵌入式無線視頻監控系統在各個領域有著廣泛的應用前景，特別是利用無線局域網進行遠程視頻監控的嵌入式系統應用是近年研究的新課題。本課題設計的無線視頻監控終端選用了視頻采集芯片、MPEG-4編碼芯片、總線接口的802.1lg無線基帶芯片、ARM9 SOC處理器和Windows CE嵌入式操作系統，實現了無線視頻監控終端的基本功能。

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