基于ARM9的视频监控终端的设计与实现

摘要：设计了一种基于S3C2410 硬件平台和嵌入式操作系统的远程视频监控系统终端， 介绍了该嵌入式系统的软硬件设计思想和体系架构，对系统视频采集， MPEG4 压缩， 网络传输进行了详细分析。 与传统的视频监控系统比较， 该方案具有体积小， 成本低， 稳定性好等优点。

视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分， 它具有直观， 方便， 信息内容丰富而被广泛应用于许多场合。 传统的数字视频监控一般采用基于PC机平台+ 视频采集卡的形式， 该方案有系统体积大、成本高、稳定性不够好等缺点。 随着嵌入式系统监控和视频压缩技术的日渐成熟， 以及高网络带宽的普及， 通过嵌入式平台， 实现视频信号采集、压缩， 通过网络传输， 进行视频监控已成为可能。 该设计采用的是韩国三星公司的一款基于ARM920T 内核的嵌入式处理器， 并将国际上流行的MPEG4 压缩编码技术和流媒体传输技术相结合， 开发出可靠性高、成本低、体积小、功耗低的远程视频监控系统终端。

1  系统开发硬件平台

系统硬件平台如图1 所示。该设计采用的是韩国三星公司的S3C2410 ARM 嵌入式处理器， 主频可以达到203 MHz. 内置有丰富的外设资源， 包括存储器、串口、网口和USB 等接口控制设备，主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用。 S3C2410 作为系统控制单元， 其出色的性能、丰富的片内外资源、对视频处理功能的优化、低功耗等特点成为系统的首选。该核心板内置了64 MK9F1208 的NAND Flash, 2MSST39VF1601 的Nor Flash, 以及以太网控制芯片国三星公司的S3C2410 ARM 嵌入式处理器， 主频可以达到203 MHz. 内置有丰富的外设资源， 包括存储器、串口、网口和USB 等接口控制设备， 主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用。 S3C2410 作为系统控制单元，其出色的性能、丰富的片内外资源、对视频处理功能的优化、低功耗等特点成为系统的首选。 该核心板内置了64 MK9F1208 的NAND Flash, 2MSST39VF1601 的Nor Flash, 以及以太网控制芯片CS8900Q3. 两路UART 串行口支持RS232 协议， 用于和PC 通讯和控制摄像头， 波特率高达115 200 bps. 外接USB 摄像头采用的是基于中星微Z301 芯片的极速摄像头。 像素达到130 万， 色彩位数24 位， 最大帧数可以达到30 帧， 画面流畅、清晰， 支持： S3C2410、QQ2440v3 mini2440 等ARM9 开发板， 即插即用， 对嵌入式系统开发是个不错的选择。

图1 系统硬件平台

该系统通过USB 摄像头采集视频原始数据，S3C2410 作为核心的中央控制和数据处理中心， 主要完成视频采集终端控制和视频图像压缩， 并将压缩后的视频数据打包形成标准的网络数据流传输到因特网中。

2  系统的软件设计

系统的软件设计主要包括如下几个方面： 交叉编译环境的搭建、USB 视频采集、视频编码压缩， 以及视频流的网络传输。 系统软件架构如图2 所示。

图2 系统软件架构