基于3G手機的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，手機將成為信息社會的核心樞紐，隨時、隨地地進行遠程檢測實時監(jiān)控已成為需求。介紹了基于Micro2440開發(fā)板的手機視頻監(jiān)控系統(tǒng)，前端視頻采集以ARM920t內(nèi)核的嵌入式微處理器S3C2440為硬件核心，以WinCE為嵌入式實時操作系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)采用中國聯(lián)通的WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用萬維網(wǎng)作為服務(wù)器，后端監(jiān)控系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)在Platform Builder中完成，應(yīng)用程序在EVC可視化開發(fā)環(huán)境中完成。通過實驗，證明了系統(tǒng)設(shè)計的正確與合理：已在3G手機中顯示圖片，圖片清晰，性價比高，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
關(guān)鍵詞：WCDMA；手機；ARM9；WinCE；視頻監(jiān)控

隨著3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展以及3G手機各項功能的增強，使得利用3G手機實現(xiàn)隨時隨地的視頻監(jiān)控已成為可能。而嵌入式技術(shù)作為當今IT業(yè)的熱門技術(shù)，各種嵌入式芯片如DSP，ARM，SOC等被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼、安防、交通信號采集、遠程醫(yī)療等領(lǐng)域，可以預見未來便攜式多功能的個人醫(yī)療數(shù)字服務(wù)終端會像手機一樣普及，用戶可以隨時隨地地將自己重要的生理信息實時、準確、快速地傳送到遠程醫(yī)療中心或家庭護理專家處，從而得到醫(yī)生的專業(yè)建議和指導，實現(xiàn)遠程醫(yī)療監(jiān)護的應(yīng)用。文獻中的無線監(jiān)控系統(tǒng)也用到ARM9芯片和WinCE操作系統(tǒng)，但對軟件設(shè)計部分論述不清晰，文獻論述的基于ARM的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)只介紹了簡單的硬件結(jié)構(gòu)和程序流程圖，沒有給出實驗結(jié)果，文獻只給出了仿真圖，文獻論述的基于3G的手機遠程監(jiān)控系統(tǒng)也只介紹了簡單的系統(tǒng)框圖和應(yīng)用實例，并沒有實驗結(jié)果，文獻均采用ARM9內(nèi)核嵌入式芯片，且采用Linux操作系統(tǒng)，但是都沒有實驗驗證，且主要論述的是Linux內(nèi)核編譯。本文設(shè)計一種基于ARM9芯片的3G手機嵌入式視頻采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)與參考文獻所論述的視頻采集系統(tǒng)相比，具有體積小、能耗低、更新維護方便、開發(fā)難度低等特點。

1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的硬件平臺實物如圖1，鑒于系統(tǒng)的可靠性、可擴展性、可維護性，本系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計原則，整個系統(tǒng)的視頻采集系統(tǒng)硬件由3個部分構(gòu)成。

1．1 微系統(tǒng)核心模塊
該模塊是由嵌入式微處理器S3C2440A，NANDFALSH接口電路、SDRAM接口電路和總線接口電路組成。S3C2440是三星公司基于ARM920T內(nèi)核的32位RISC微處理器芯片，為手持設(shè)備及一般類型的應(yīng)用提供低價格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。采用了新的總線架構(gòu)AMB-A，其內(nèi)核還實現(xiàn)了MMU，Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。另外其加強的ARM體系結(jié)構(gòu)MMU支持WinCE，Linux和EPOC32等操作系統(tǒng)，支持ARM調(diào)制體系結(jié)構(gòu)，支持從NAND FLAsH存儲器啟動。而且，它還集成了豐富的片上功能，如LCD控制器、UART接口、USB主從接口、I2C接口、CAM IF單元等。
SDRAM雖掉電不能保存數(shù)據(jù)，但它有非常高的讀寫速度，故適合主程序的運行。本系統(tǒng)采用2片32 MB型號為HY57V561620的芯片級聯(lián)構(gòu)成64 MB的SDRAM存儲器，該芯片的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)是4 Banks×4M×16 b，共4個Bank。NAND FLASH存儲系統(tǒng)采用三星公司的K9F1208U0M芯片，存儲容量為64M×8 b。核心模塊與外設(shè)控制模塊的接口連接由總線接口實現(xiàn)。
1．2 視頻采集模塊
該模塊采用Micro2440開發(fā)板自帶的CMOS攝像頭接口，直接使用友善之臂提供的CAM130攝像頭模塊，該模塊由一個130萬像素的CMOS圖像傳感器OV9650及其接口電路、電源電路組成。選擇CMOS傳感器是因為它有集成度高、體積小、功耗低、編程方便、易于控制、成本低等優(yōu)點，并且該類型的傳感器正向低噪聲和高靈敏度等方向發(fā)展，故CMOS傳感器是目前低像素圖像采集系統(tǒng)的最佳選擇。接口電路將圖像信號進行A／D轉(zhuǎn)換和處理，傳送到處理器的CAM IF。微系統(tǒng)核心模塊通過I2C串行總線實現(xiàn)對傳感器的控制。電源電路由電源轉(zhuǎn)換芯片AS1117為攝像頭提供1．8 V和2．8 V電壓，其中2．8 V電壓是通過可調(diào)壓芯片分壓得到(即為圖2中的VDD_CAM)。該模塊的供電電壓為3．3 V，與微系統(tǒng)核心模塊的供電電壓是一致的，無需另外單獨提供。