行車事故現場視頻傳輸系統設計

張僑　王琨琦

【摘 要】本文給出了一種行車事故現場視頻傳輸系統的設計方法，采用ARM11處理器，以S3C6410為核心建立行車事故現場視頻傳輸的發送部分，用3G WCDMA模塊作為視頻通信傳輸。接收部分采用PC機，完成視頻圖像的接收、解碼和播放。

【關鍵詞】視頻傳輸；3G；ARM11處理器；PC機

0 引言

近些年，由于中國經濟的發展，人們擁有車輛數越來越多。同時，交通事故的發生率也增多。截至2014年底，公安部統計數據表明：全國每年涉及人員傷亡的交通事故有16萬左右，直接導致人民財產損失大約8億元左右。其中，交通事故死亡人數為3.4萬多人，比2013年增長了8.5%。可見，我國交通事故死亡人數逐年呈上升趨勢。因此，用現代科學的方法來管理道路交通安全水平，降低交通事故發生率，讓交通管理能夠真正地走向智能化和科學化是交通管理需要解決的難點之一[1]。

因此，本文研究的目的是發生一般交通事故時，運用網絡技術將行車記錄儀當中的視頻文件傳輸給交通事故鑒定中心，鑒定中心根據視頻信息按照交通法律法規處理。發生一般交通事故時，既可以避免由其引起的交通擁堵，也為事故的判斷提供了事實依據，從而使交警有更充足的時間去處理其他較大的事故[2]。意義在于發生一般交通事故時，避免雙方爭執，防止交通擁堵；節約時間，提高交警和保險理賠的工作效率；給交通事故鑒定提供法律依據[3]。

1 系統的總體設計

該系統是基于Friendly ARM公司生產的Tiny6410 ARM11的開發板，運用三星S3C6410處理器，由采集視頻壓縮部分、無線數據傳輸部分和接收部分組成。采用行車記錄儀對車輛行駛的全過程進行視頻采集，利用H.264多媒體編解碼器對視頻壓縮和編碼。數據傳輸部分使用3G無線網絡通信協議，采用嵌入式的方法來實現TCP/IP協議。在無線連接基站與數據交換時，采用動態IP完成。接收部分由PC機來完成各項操作。

車事故現場視頻傳輸系統的視頻傳輸原理為：將行車記錄儀當中的視頻文件傳送給S3C6410處理器，再通過無線通信模塊，利用3G或者4G網絡將視頻文件傳送給交警部門和保險公司理賠部門，視頻傳輸原理框圖如圖1所示。

2 行車事故現場視頻傳輸系統的硬件設計

2.1 S3C6410主板

主板是指能夠正常運行的最小系統，并且所用的電路元器件應當最少，其是進行電路硬件整體設計和調試的第一步。該主板設計包括中央處理器、供電部分、外部晶振、UART串口、NAND Flash存儲器和JTAG調試接口等電路組成[4]。

2.2 供電模塊

S3C6410需要的電源主要有：Core電源1.2V、IO電源3.3V、PLL模擬電源1.3V和PLL數字電源1.3V。系統中，電源通過適配器轉變為12V電壓，再由穩壓芯片將該電壓轉換成各項匹配的電壓。在系統電路設計中，采用了模擬電壓。所以，在解決數字、模擬信號串擾時，將模擬量和數字量分開布置，然后再用電感疊層法將其連接。外圍器件的電源主要有比如：1.8V的SDRAM供電電壓、3.3V的USB供電電壓等等，具體的電源布置結構如圖2所示。

2.3 調試模塊

S3C6410的調試模塊主要用UART接口電路，UART是處理總線數據和串行接口之間的串并數據轉換作用，也是設備間的重要通信接口。在發送數據時，內部數據經過并行總線形成FIFO隊列，再發送給移相器，然后由信號線TXD0發送出。在接收數據時，先轉換串口外部信號電平，再由信號線RXD0接收，流程和發送數據時相反。

2.4 3G無線通信模塊

該模塊運用華為EM770模塊來實現，主要利用其支持標準的AT指令集、內置無線通信協議棧、短信、數據傳遞、語音傳遞、USIM卡等業務。外部使用Mini PCI Express通用接口，該接口信號包括：電源、USIM卡信號、音頻輸入輸出信號、復位信號、PCM接口、UART接口、高速USB接口等等。設置為HSPA模式時，EM770數據下載最高速率約為7.2Mbps，數據上傳最高速率約為5.76Mbps，一般模式時約為384kbps。

3 系統軟件設計

3.1 網絡模塊

開發板上采用EM770 WCDMA，運用3G網絡連接到Internet；PC機也是通過EM770 WCDMA將信息發送到Internet，完成網絡遠程連接，實現信息遠程傳輸。

在實驗中，采用直接撥號的方法來實現網絡的連接。制造商雖帶有Linux環境下的連接撥號程序，但是存在程序被頻繁啟動和關閉而帶來的諸多問題。為了解決此問題，采用程序集成RAS撥號的方法來實現網絡撥號和管理，讓其應用軟件的功能更強，操作更便捷。

3.2 IP協議

采用TCP IPv4協議對視頻文件進行傳輸發送并且進行信息反饋。在系統中，服務器和客戶端都采用TCP Socket套接字函數對視頻文件進行讀和寫操作，并建立起數據連接關系，基本TCP客戶/服務器程序的套接字函數圖如圖3所示。

4 系統測試結果

系統功能測試，步驟如下：先運用行車記錄儀作為采集視頻工具，再由無線通訊模塊來完成視頻傳輸，并且進行信息的接收。測試過程：視頻由采集到發送，再到接收即可完成。當視頻分辨率為320*240，視頻采集速率為20幀/秒時，整個系統運行流暢。在設置幀間隔為15幀/秒的測試中，視頻傳輸基本沒有丟包的情況，呈現的視頻畫面效果良好。監控中心PC機上的畫面質量清楚且完整，各項功能指標值均在合格范圍內。實驗中在PC機上播放的視頻界面截圖如圖4所示。

5 結論

實驗測試結果表明，該行車事故現場視頻傳輸系統設計方案可行性，接收端視頻播放質量好，為交通事故鑒定視頻傳輸的設計原型，具有廣闊的市場前景。下一步將提高無線視頻傳輸的傳輸速度，進一步提高穩定性和傳輸效率。

【參考文獻】

[1]梁桂航，于京諾，宋進桂，蘇子林.基于GSM技術的汽車行駛記錄儀在物流車輛管理中應用[J].物流技術，2010，4.

[2]孫永亮，于復生，王雪，董茂起.基于GPS與GSM的車載監控裝置[J].機電產品開發與創新，2009，11.

[3]余國平.“綠匣子”一引領智能交通時代[J].汽車與安全，2002（10）：10-11.

[4]于曉丹，李全虎.基于3G的無線視頻傳輸硬件系統設計[D].內蒙古：內蒙古大學，2011：1-2.

[責任編輯：朱麗娜]