基于嵌入式Windows CE5．0的無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘要：以ARM9微處理器作為核心板的控制器，搭建無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)，擴(kuò)展基于OV9650芯片的攝像頭接口和GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的串口接口。利用Platform Builder5．O定制了合適的WinCE5．O的操作系統(tǒng)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了OV9650芯片和GPRS傳輸模塊的串口驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)了PC機(jī)端的監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，研究開(kāi)源的XVID MPEG一4視頻編解碼軟件以及GPRS傳輸流程。通過(guò)有機(jī)結(jié)合事件編程和消息機(jī)制編程，調(diào)用底層VFW接口中的WIN32 API函數(shù)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控軟件的編譯。該監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)抓拍、定時(shí)監(jiān)控、錄像、安裝方便等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；WinCE5．O；ARM9；GPRS

0 引 言
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要以模擬信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)和基于插卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)為主。其中模擬信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)布線(xiàn)工程量大，要耗費(fèi)大量的存儲(chǔ)介質(zhì)，查詢(xún)?nèi)∽C也十分繁瑣；基于插卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是由1臺(tái)PC機(jī)加圖像采集卡完成的，系統(tǒng)的成本高，而且PC機(jī)需要有人值守，無(wú)法在惡劣環(huán)境下使用。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域中，如何使信息傳輸?shù)酶?，更穩(wěn)定，距離更遠(yuǎn)，系統(tǒng)的成本、體積、功耗更低等問(wèn)題是擺在當(dāng)前技術(shù)研發(fā)人員面前的首要問(wèn)題。
在此提出一種基于嵌入式Windows CE5．O的無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)成本高、體積大、傳輸距離有限、功耗大、安裝不方便等問(wèn)題。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將為無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控提供一種新的思路、方法和技術(shù)路線(xiàn)；在安防、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、醫(yī)療系統(tǒng)等無(wú)線(xiàn)視頻領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

l 系統(tǒng)的整體硬件框圖介紹
基于嵌入式WinCE5．0的無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由嵌入式終端和服務(wù)器端的PC機(jī)組成。嵌入式終端平臺(tái)的微處理器選擇的是基于ARM9T20內(nèi)核的S3C2440，S3C2440有豐富的接口，其中攝像頭接口與CMOS的攝像頭相連，串口與GPRS發(fā)射模塊相連；服務(wù)器端主要是1臺(tái)PC機(jī)和GPRS接收模塊。整個(gè)框圖如1所示。

系統(tǒng)首先通過(guò)S3C2440微處理器控制CMOS攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)壓縮編碼后，再通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)射出去，在服務(wù)器端的PC機(jī)通過(guò)GPRS接收模塊接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)相應(yīng)的應(yīng)用程序，對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并通過(guò)屏幕顯示出來(lái)。其中包含有S3C2440微處理器的嵌入式終端平臺(tái)的核心控制板如圖2所示。

2 系統(tǒng)的擴(kuò)展接口設(shè)計(jì)
2．1 攝像頭接口設(shè)計(jì)
攝像頭中用的圖像采集芯片為OV9650圖像傳感器，該圖像傳感器具有10位的數(shù)據(jù)接口和標(biāo)準(zhǔn)的SCCB接口，采用CSP一28封裝，體積小。
該芯片支持RGB(4：2：2)，YUV(4：2：2)，YCrCb(4：2：2)三種數(shù)據(jù)輸出格式，內(nèi)置138個(gè)設(shè)備控制寄存器，地址分別從Ox00～Ox8A，通過(guò)SCCB接口可以方便地設(shè)置傳感器視窗大小、增益、白平衡校正、曝光控制、飽和度、色調(diào)等參數(shù)。包含有圖像傳感器OV9650攝像頭模塊如圖3所示。
S3C2440有一個(gè)專(zhuān)用的攝像頭接口，CPU可以直接和CMOS圖像傳感器連接，當(dāng)0V9650輸出數(shù)據(jù)格式為8位的YUV時(shí)，要用到數(shù)據(jù)線(xiàn)D2～D9(D9為MSB位，D2為L(zhǎng)SB位)；當(dāng)輸出的數(shù)據(jù)格式為10位RGB，用數(shù)據(jù)線(xiàn)D0～D9(D9為MSB位，D0為L(zhǎng)SB位)，該系統(tǒng)用YUV格式。該攝像頭模塊與S3C2440的Camera接口連接，其電路圖分別如圖4～圖6所示。

其中用到了TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC4245，是一種雙電源的電平移位器，電平移位在其內(nèi)部進(jìn)行。5 V端用5 V電源作為VDD_CAM，而3．3 V端則用3．3 V作為VCC33。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅都能達(dá)到滿(mǎn)電源幅值。