计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ２０１０．３１（６）１１９１?嵌入式系统工程?
基于ＡＲＭ的嵌入式视频监控系统设计
彭铁钢１，刘国繁２，曹少坤１，裴琴１
（１．湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭４１１１０５；２．湖南工程学院电气信息学院，湖南湘潭４１１１０４）
摘要：针对传统视频监控系统多采用成本相对高的ＤＳＰ实现，设计了一种便宜的基于ＡＲＭ的嵌入式视频监控系统。该系统以￥３Ｃ２４４０为硬件平台，以Ｌｉｎｕｘ操作系统为软件平台。在内核中添加了各种所需的驱动程序，移植了Ｘ２６４视频编码模型和ｊｒｔｐｌｉｂ，并设计了一个基于ｊｎｐｌｉｂ的视频发送程序，经过网卡发送数据．在主机端，接收程序接收数据后，调用ｆｆｍｐｅｇ解码，并设计了一个基于ＳＤＬ库的显示程序．另外，在扩展方案中还设计了基于ＴＣＰ的可靠视频发送和接收程序．实验结果表明，对捕获的视频帧编码效果良好，满足监控系统需求．
关键词：ＡＲＭ９；Ｌｉｎｕｘ移植：Ｘ２６４；嵌入式系统；视频监控
中图法分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１０００．７０２４（２０１ｏ）０６—１１９１—０４
ＤｅｓｉｇｎｏｆｅｍｂｅｄｄｅｄｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ
ＰＥＮＧＴｉｅ－ｇａｎ９１，ＬＩＵＧｕｏ—ｆａｎ２，ＣＡＯＳｈａｏ－ｋｕｎｌ，ＰＥＩＱｉｎｌ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎｇｔａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０５，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１１０４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｅｄａｔｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｕｓｕａｌｌｙｂａｓｅｄｏｎＤＳＰｗｈｉｃｈｈａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｃｏｓｔ，ａｋｉｎｄｏｆｌｏｗｃｏｓｔｅｍ－ｂｅｄｄｅｄｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ，ｕｓｉｎｇ￥３Ｃ２４４０ａｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｕｓｉｎｇＬｉｎｕｘｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｓｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ．Ａｄｄｅｄａｌｌｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｄｒｉｖｅｒｓｉｎｋｅｒｎｅｌ，ＷａｎｓｐｌａｎｔｅｄｔｈｅＸ２６４ｖｉｄｅｏｅｎｃｏｄｅｒｍｏｄｅｌａｎｄｊｒｔｐｌｉｂ，ａｎｄａｖｉｄｅｏｓｅｎｄｐｒｏｃｅｄｕｒｅｉｓｄｅｖｉｓｅｄｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｊｒｔｐｌｉｂ，ｂｙｗａｙｏｆｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｅｒｆａｃｅｃａｒｄｔｏｓｅｎｄｄａｔａ．Ｉｎｈｏｓｔｓｉｄｅ，ａｆｔｅｒｒｅｃｅｉｖｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔａ，ｆｆａｎｐｅｇｗａｓｃａｌｌｅｄｔｏｄｅｃｏｄｅ，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄａｄｉｓｐｌａｙｐｒｏｃｅｄｕｒｅｗｈｉｃｈｗａｓｂａｓｅｄｏｎＳＤＬｌｉｂｒａｒｙ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｄｅｓｉｇｎｅｄｒｅｌｉａｂｌｅＴＣＰ－ｂａｓｅｄｖｉｄｅｏｓｅｎｄａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｉｎｅｘｔｅｎｄｐｌａｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｎｃｏｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｐｔｕｒｅｄｖｉｄｅｏｆｌａｍｅａｒｅｖｅｒｙｗｅｌｌ，ａｎｄＣａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｓｕｒｖｅｉＵａｎｃｅｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ９；Ｌｉｎｕｘｔｒａｎｓｐｌａｎｔ；Ｘ２６４；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ
０引言
视频编解码技术以及微电子技术的应用领域越来越广，如流媒体服务器，手机视频通信等。视频监控也伴随着这个过程逐步发展，出现了许多数字视频监控系统［１０３１许多基于ＡＲＭ、ＤＳＰ等平台的视频监控系统陆续出现了。文献【ｌ】用ＡＲＭ９Ｓ３Ｃ２４１０作处理器，视频编解码标准为Ｍ－ＪＰＥＧ，其占用的通信带宽过大，容易造成网络拥堵。文献【２．３】使用１ｒＩ公司生产的，适合用于多媒体信号处理的ＤＭ６４２作处理器，视频编解码标准使用Ｈ．２６４。其单块核心板的成本相对予ＡＲＭ要高很多，开发过程中使用的仿真器价格昂贵，开发难度也要大很多。Ｈ．２６４带来高视觉性能、低码流、强适应性等特点的同时，也带来了高计算复杂度的缺点，因此，若使用文献［１】中的￥３Ｃ２４１０作为ＣＰＵ，系统性能将会很低。为了解决上述矛盾，本文设计了一种嵌入式视频监控系统，选取主频更高的ＡＲＭ９Ｓ３Ｃ２４４０作为处理器，以Ｌｉｎｕｘ为软件操作平台，以开源的符合Ｈ．２６４视频标准、性能优异的）２２６４做编码运算，本文设计的系统开发简单、方便、性能优异，具有巨大的经济效益和社会效益。
ｌ系统设计方案及硬件平台
本方案所设计的系统，是在Ｓ３Ｃ２４４０平台上运行嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统，由于Ｌｉｎｕｘ系统强大的ＭＭＵ以及多任务支持，得以保证本系统正常运行。其主要流程如下所述：从ＵＳＢ摄像头采集的视频图像在ＡＲＭ９Ｓ３Ｃ２４４０上编码后，通过网络实时发送到主机上，主机端再调用ｆｆｍｐｅｇ解码，通过运行调用ＳＤＬ库的程序来显示播放已经解码的图像。本方案还设计了一种非实时传输应用扩展方案，基于可靠的ＴＣＰ，设计了ＡＲＭ
收稿日期：２００９－０７．１０；修订日期：２００９—０９－２８。
基金项目：湖南省自然科学基金项目（０７ＪＪ６１１２）；湖南省教育厅资助科研基金项目（０５ｃ５８８）。
作者简介：彭铁钢（１９８４－－），男，湖南湘潭人，硕士研究生，研究方向为视频信号处理与传输技术；刘国繁（１９５９一），男，湖南湘潭入，教授，硕士生导师，研究方向为视频信号处理与传输技术、计算机测控技术；曹少坤（１９８２－－），男，湖南常德人，硕士研究生，研究方向为视频信号处理与传输技术：裴琴（１９８５－－），女，湖南常德人，硕士研究生，研究方向为视频信号处理与传输技术。Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｅｎｔａｇｏｎｌ８８＠１６３．ｃｏｉｎ
万方数据