基于S3C2410平臺(tái)和WinCE的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

筆者設(shè)計(jì)的一種嵌入式系統(tǒng)，以WinCE操作系統(tǒng)和ARM硬件平臺(tái)為核心實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)把視頻圖像傳輸?shù)街鳈C(jī)端，以實(shí)現(xiàn)分析、存儲(chǔ)和顯示等功能。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由操作系統(tǒng)定制、視頻圖像采集、視頻圖像無(wú)線(xiàn)傳輸三部分組成。系統(tǒng)的核心芯片選用基于ARM920T內(nèi)核的S3C2410嵌入式微處理器，軟件環(huán)境選用Microsoft Windows CE操作系統(tǒng)。系統(tǒng)首先通過(guò)USB攝像頭采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻信息，并對(duì)其進(jìn)行壓縮。然后，使用兩塊無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡在ARM開(kāi)發(fā)板與上位機(jī)之間構(gòu)建一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)，從而將壓縮的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)端，終端用戶(hù)即可在主機(jī)端通過(guò)流媒體播放程序查看遠(yuǎn)程視頻影像。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。

2 操作系統(tǒng)的定制

系統(tǒng)硬件平臺(tái)的核心芯片選用了S3C2410處理器，最高頻率可達(dá)203 MHz。S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用O．18μm制造工藝的32位微控制器。該處理器具有較高的集成度，簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性。開(kāi)發(fā)扳上還擴(kuò)展了4MB的NOR Flash、64 MB的NAND Flash和64 MB的DRAM。

系統(tǒng)選用了Microsoft Willdows CE(簡(jiǎn)稱(chēng)“WinCE”)操作系統(tǒng)。WinCE是一個(gè)緊湊的、高效且可擴(kuò)展的32位操作系統(tǒng)，適用于各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品。它擁有多線(xiàn)程、多任務(wù)和確定性的實(shí)時(shí)、完全搶占式優(yōu)先級(jí)的操作系統(tǒng)環(huán)境，專(zhuān)門(mén)面向只有有限資源的硬件系統(tǒng)；同時(shí)，它的模塊化設(shè)計(jì)方式使得系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員能夠?yàn)槎喾N多樣的產(chǎn)品來(lái)定制它，可以選擇、組合和配置WinCE的模塊和組件來(lái)創(chuàng)建用戶(hù)版的操作系統(tǒng)。

在WinCE產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，主要有內(nèi)核定制和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)兩項(xiàng)非常重要的工作。微軟在兩方面都提供了良好的開(kāi)發(fā)工具，即內(nèi)核定制工具Platform Builder(簡(jiǎn)稱(chēng)“PB”)和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具Embedded Visual C++(簡(jiǎn)稱(chēng)“EVC”)。

在系統(tǒng)定制過(guò)程中，各部分的關(guān)系如圖2所示。

3 視頻圖像采集

3．1 攝像頭驅(qū)動(dòng)

圖像采集模塊的硬件資源選用了當(dāng)前市面上應(yīng)用最廣泛的USB接口的中星微攝像頭。該款攝像頭造價(jià)低廉，成像效果好，用于本系統(tǒng)中體現(xiàn)出了較高的性?xún)r(jià)比。系統(tǒng)在進(jìn)行視頻采集前，首先要檢測(cè)設(shè)定視頻源。系統(tǒng)啟動(dòng)后，WinCE操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)攝像頭是否連接好。本系統(tǒng)在定制WinCE操作系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)修改操作系統(tǒng)配置和注冊(cè)表?？梢允瓜到y(tǒng)自動(dòng)加載攝像頭在WinCE下的驅(qū)動(dòng)程序ZC030x．dll。

系統(tǒng)自動(dòng)加載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，首先要將驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到＼WINDOWS文件夾下，然后向注冊(cè)表中寫(xiě)入攝像頭的驅(qū)動(dòng)信息：