基于ARM的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

1、    基于arm的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計    周翔寧摘 要：本文設(shè)計了以s5pv210為核心器件的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵字：s5pv210；視頻監(jiān)控1 引言目前，隨著生活水平的提高，廣大人民群眾對自己所居住環(huán)境的安全要求越來越高，除了安裝防盜網(wǎng)等硬防護(hù)措施外，還安裝各式各樣的安防設(shè)備以增強(qiáng)居所的安全性，便于在外時監(jiān)控家中情況以及及時報警以減少損失，視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是被廣泛使用的一種安防設(shè)備。同時隨著全國各地都在大規(guī)模推進(jìn)平安城市項目，由于視頻監(jiān)控相對于其他監(jiān)視手段的優(yōu)勢，現(xiàn)在不僅在機(jī)場、車站、碼頭、地鐵、商場、公交車等人流集中的公共場所，在寫字樓等辦公場所和住

2、宅小區(qū)也廣泛安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。而在某些重要場所，更是提出了視頻監(jiān)控全天候無死角全覆蓋的要求。本文設(shè)計了一款基于arm處理器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，配備網(wǎng)絡(luò)模塊以便實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。2 總體設(shè)計本系統(tǒng)包含有攝像頭云臺控制系統(tǒng)和視頻服務(wù)器。攝像頭云臺控制系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，接受遠(yuǎn)端用戶的控制命令并驅(qū)動云臺電機(jī)調(diào)整攝像頭位置。視頻服務(wù)器的主要工作是將從攝像頭獲取的視頻數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)端用戶，實現(xiàn)視頻監(jiān)控。整體框架如圖1所示。3 硬件設(shè)計本方案包括視頻采集部分、云臺、arm處理器和網(wǎng)絡(luò)模塊。攝像頭采集圖像后，經(jīng)視頻編碼芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后進(jìn)入arm處理器。arm處理器將采集到的

3、數(shù)字圖像信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送至遠(yuǎn)端。網(wǎng)絡(luò)模塊除了向遠(yuǎn)端發(fā)送視頻信號外，還將接收到的遠(yuǎn)端控制指令發(fā)給arm處理器。arm處理器根據(jù)控制指令的要求，操作攝像頭云臺調(diào)整位置。視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖如圖2所示。為滿足復(fù)雜的布設(shè)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)模塊除包含有線網(wǎng)絡(luò)連接外，也包含了wi-fi通信模塊。在某些布設(shè)環(huán)境中，無法進(jìn)行有線網(wǎng)絡(luò)連接或布設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)成本過高。如公園，需要在園區(qū)深處架設(shè)少量視頻監(jiān)視點時，供電一般可以利用路燈取電，但是數(shù)據(jù)傳輸如果依靠有線傳輸，需要架設(shè)線桿，布設(shè)網(wǎng)線，成本很高。如改用wi-fi通信，通過合理布點，調(diào)整發(fā)射功率，選擇合適天線等方法，可實現(xiàn)無線視頻監(jiān)控。arm處理器采用三星s5pv21

4、0芯片。s5pv210采用了arm cortextm-a8內(nèi)核，arm v7指令集，主頻可達(dá)1ghz，64/32位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，32/32kb的數(shù)據(jù)/指令一級緩存，512kb的二級緩存，可以實現(xiàn)2000dmips（每秒運算2億條指令集）的高性能運算能力。4 功能模塊設(shè)計1、視頻采集模塊本方案的視頻采集由模擬攝像頭完成，攝像頭輸出為標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合視頻信號。該信號需經(jīng)過視頻解碼和a/d變換后才能轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。由于模擬視頻信號的復(fù)雜性，除了包含圖像信號之外，還含有行同步、行消隱、場同步、場消隱等信號，因此對模擬視頻信號進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換的電路非常復(fù)雜。本方案選用ti公司的視頻轉(zhuǎn)換芯片tvp5146來完成從

5、模擬視頻信號到數(shù)字視頻信號的轉(zhuǎn)換。tvp5146有10個模擬視頻輸入端，適應(yīng)多種信號源連接，內(nèi)置4個30msps、10位adc且?guī)Э删幊淘鲆婵刂频耐ǖ馈?、攝像頭控制模塊攝像頭控制模塊主要由云臺構(gòu)成。云臺是用來安裝和固定攝像頭的支撐設(shè)備，分為固定式和電動式。電動式云臺又分為水平旋轉(zhuǎn)云臺和既能左右旋轉(zhuǎn)又能上下旋轉(zhuǎn)的全方位云臺。本設(shè)計采用的是普天視的全方位云臺，水平旋轉(zhuǎn)角度255度，垂直旋轉(zhuǎn)角度60度，帶左右電子限位，帶預(yù)置位巡航功能。arm處理器根據(jù)遠(yuǎn)端用戶的控制命令，操作云臺旋轉(zhuǎn)跟蹤圖像，也可以讓云臺自動旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)攝像頭自動監(jiān)控。3、網(wǎng)絡(luò)模塊網(wǎng)絡(luò)模塊包括以太網(wǎng)接口和wi-fi模塊。本方案中wi

6、-fi模塊選用深圳市安信可科技有限公司的esp8266 wifi模塊。該模塊支持無線802.11 b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，支持sta/ap/sta+ap三種工作模式，支持tcp/ip協(xié)議棧和socket at指令。以太網(wǎng)接口采用w5500以太網(wǎng)控制器，支持硬件tcp/ip協(xié)議，內(nèi)嵌10baset/100basetx 以太網(wǎng)物理層（phy）。5 結(jié)語本文設(shè)計了以s5pv210為核心處理器的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，也可以通過wi-fi通信系統(tǒng)連接，適應(yīng)多種工作環(huán)境，對構(gòu)建安防體系方面有廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1魯一杰，趙攀，彭強(qiáng)，江永全；基于dsp的視頻車輛實施檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)；計算機(jī)應(yīng)用研究，2009.22錢建良；數(shù)字媒體dsp在視頻