楼 主:小赛跑跑 2011年2月23日10:22

 基于ARM的嵌入式无线视频采集系统设计方案
本文介绍了自主开发的基于ARM的嵌入式无线视频采集系统设计方案。采用S3C2410嵌入式处理器和ARMLinux操作系统的本系统，利用自行开发的视频服务器软件，通过3G无线上网卡完成客户端与视频服务器的通信。本文介绍了系统的硬件结构、服务器端软件的总体结构、驱动程序的构建、图像的采集和压缩以及传输模块的设计，并通过测试。

　　1 系统总体结构

　　嵌入式远程视频监控系统是一个基于S3C2410处理器、H.264压缩、Web服务器和Linux操作系统的嵌入式系统，它的主要功能是对摄像头采集到的图像进行H.264压缩编码，并对编码后的图像通过3G无线网络进行传输。嵌入式远程视频监控系统总体结构如图1所示。

　　本系统由监控现场摄像头、嵌入式视频服务器、客户端三部分组成。监控现场的摄像头实现图像的采集，并把采集的图像信息通过内部总线传送给嵌入式视频服务器。客户端主要完成图像的接收和解压缩，用户可以通过Web浏览器访问嵌入式视频服务器来观看摄像头采集到的图像，从而实现远程视频监控。

　　2 系统硬件结构

　　S3C2410具有低功耗、精简而出色的全静态设计等特点，具备MMU存储器管理功能，拥有独立的16 KB指令和16 KB数据缓存，在高性能和低功耗特性方面提供了可靠的性能。CMOS图像传感器选择美光的 MI360，它采用VGA标准（30万像素），感光面积为1/4英寸，有效像素649H×489H，采用低噪声技术，噪声等级达到CCD标准。MI360 和ZC0301压缩编码芯片完成视频数据的采集、压缩和编码。系统硬件结构如图2所示。

　　为了降低成本，简化设计，本方案选用中星微的ZC0301作为视频压缩编码芯片，Vimicro ZC0301主要由系统控制、图像信号处理、次取样和水平扫描、JPEG编码器和USB设备控制五大功能模块组成。系统硬件由图像传感器MI360、3G无线模块MC8630、图像压缩芯片ZC0301、微处理器芯片S3C2410、以太网控制芯片、SDRAM等芯片组成。无线模块选用中兴3G模块 MC8630，数据速率为前向：3.1 Mb/s max，反向：1.8 Mb/s max。

　　3 系统软件结构

　　嵌入式Web服务器一般由5个主要模块组成：嵌入式HTTP引擎、安全模块、应用程序接口、文件系统和配置模块[2]。由于开发平台采用的嵌入式操作系统为ARMLinux，具有成熟的文件系统，提供文件访问的接口，可以直接使用文件系统提供的读写接口访问嵌入式Web资源文件，不需要另外设计文件系统。

　　本嵌入式远程视频监控系统软件由摄像头驱动模块、图像采集模块、H.264图像压缩模块、嵌入式Web服务器组成。摄像头驱动模块实现摄像头在 Linux操作系统下的正常工作，并为应用程序提供接口。图像采集程序获取摄像头传送过来的图像信息并进行暂存。H.264压缩模块完成对原始图像的编码处理。嵌入式Web服务器实现图像数据处理与网络传输。嵌入式视频监控系统软件体系结构如图3所示。

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