嵌入式系統(tǒng)移動視頻監(jiān)控終端平臺安全性

3 基于INTEL IXP425的解決方案
為了克服上面描述的視頻信號對傳輸?shù)男枰蜔o線環(huán)境的特點之間的尖銳矛盾，本方案主要通過以下手段來客服這些難點：
(1)采用高性能的INTEL IXP425芯片。IXP425擁有266～533 MHz XScale核以及3個多線程微處理引擎：NPE A、NPE B、NPE WAN，帶來極高的數(shù)據(jù)處理性能。其中NPE B內(nèi)嵌SHA-1／MD5、DES／3DES、AES加密算法引擎，內(nèi)置2個獨立的10／100 Mb／s以太網(wǎng)MAC，32位33～66 MHz PCI總線，支持4個PCI設備，2個高速UART口，1個USB Device口，16個GPIO，工業(yè)級32位網(wǎng)絡嵌入式處理器(-40～+85℃)。采用IXP425處理器的系統(tǒng)提供32 MBFLASH，128 MB SDRAM內(nèi)存(最大256 MB)，提供獨立的10／100 Mb／s以太網(wǎng)口，滿足各種網(wǎng)絡應用，一個MiniPCI Slot，可以直接插接MiniPCI卡(預留)，如無線WLAN網(wǎng)卡，6個高速RS 232口(1個調(diào)試口，4個CDMA接口，1個視頻采集卡接口)，2個TTLUART口，2個高速USB HOST口(可用作移動硬盤，保證視頻數(shù)據(jù)的本地實時存儲)，1個USB Device口，16個GPIO口，配置RTC，JTAG調(diào)試口。強大的網(wǎng)絡及通信功能及擴展功能是IXP425平臺的特色。IXP425平臺是基于網(wǎng)絡處理器的設計及其功能配備使它能支持各種應用：網(wǎng)絡視頻音頻主機應用開發(fā)平臺，嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡及通信開發(fā)平臺，嵌入式工業(yè)通信計算機，嵌入式網(wǎng)絡計算機，802．11a／b／g GateWay，SOHO router，internet gateway，WLAN AP，網(wǎng)絡防火墻，等。高速高效能的XScale嵌入式處理內(nèi)核也使它可作為各類通信設備控制板、工業(yè)控制的開發(fā)平臺。
(2)采用高性能圖像壓縮算法。目前視頻領域中最為重要的編解碼標準有國際電聯(lián)的H．261、H．263、H．264和國際標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準，而在網(wǎng)絡的視頻流傳輸中，則活躍著Real Video、WMV、QuickTime等，此外還有ON2的VP5、VP6以及我國自主研制的AVS等。其中，H．264采用DPCM加變換編碼的混合編碼模式，但它采用“回歸基本”的簡潔設計，不用眾多的選項，獲得比H．263++好得多的壓縮性能；應用目標范圍較寬，以滿足不同速率、不同分辨率以及不同傳輸(存儲)場合的需求；它的基本系統(tǒng)是開放的，使用無需版權(quán)。這些措施使得H．264算法具有很高的編碼效率，在相同的重建圖像質(zhì)量下，能夠比H．263節(jié)約50 ％左右的碼率。H．264性能的改進是以增加復雜性為代價而獲得的，其編碼的計算復雜度大約相當于H．263的3倍，解碼復雜度大約相當于H．263的2倍。
(3)通過復用4個華為CM320CDMA1x模塊增加無線傳輸帶寬。由于實際測得的一路CDMA1x上行數(shù)據(jù)傳輸速率約為40 Kb／s，這樣的速率是無法滿足視頻監(jiān)控的帶寬需要的，因此提出可以采用四路CDMA1x并行的方式來增加傳輸帶寬，這樣實際最高速率達到160 Kb／s。配合H．264壓縮算法，可以得到比較滿意的視頻監(jiān)控質(zhì)量。多路CDMA1x并行使用的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

本方案的優(yōu)勢在于：
(1)網(wǎng)絡化監(jiān)控。通過計算機網(wǎng)絡，真正做到任何時間、從任何地方、對任何現(xiàn)場都能實現(xiàn)監(jiān)控。
(2)網(wǎng)絡化存儲。系統(tǒng)可以實現(xiàn)本地、遠程的錄像存儲及錄像查詢和回放。
(3)高可靠性。系統(tǒng)所采用的視頻編碼器和網(wǎng)絡攝像機均為整機嵌入式系統(tǒng)，是工業(yè)級設備，具備極高的可靠性，即插即用，無需專人管理，特別適合于無人值守的遠程監(jiān)控點。
(4)方便使用、操作管理簡單。既可以安裝客戶端軟件，也可以直接通過Web方式進行遠程監(jiān)控和遠程管理，圖形化界面。
(5)完整的監(jiān)控管理功能。系統(tǒng)為用戶提供了靈活的監(jiān)控畫面選擇，電子地圖使用、對云臺和變焦的控制、預置位和鏡頭的輪巡，以及實現(xiàn)圖像抓拍、錄像和錄像回放。
(6)有效利用帶寬。根據(jù)網(wǎng)絡帶寬視頻流可自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)多路CDMA復用。
(7)可擴展性。增加網(wǎng)絡攝像機、視頻編碼器和監(jiān)控工作站非常簡單，能夠持續(xù)平滑升級和擴展，降低對系統(tǒng)的整體投資成本，和其他管理控制兼容。
(8)功能強大的管理平臺。分布分級式管理，用戶可以不受時間、空間限制對監(jiān)控管理目標進行實時監(jiān)控、實時管理、實時查看以及實時指揮。