一個嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

傳統(tǒng)的數(shù)字視頻監(jiān)控多采用數(shù)字芯片集成或采用純PC監(jiān)控，由于數(shù)字芯片無智能化的操作系統(tǒng)而PC機(jī)處理多路視頻信號的速度較低，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠好。隨著嵌入式系統(tǒng)和視頻壓縮技術(shù)的日漸成熟，以及高網(wǎng)絡(luò)帶寬的普及，通過嵌入式平臺，將視頻信號數(shù)字化并壓縮，并通過內(nèi)置的Web服務(wù)提供給訪問者已成為可能。用戶可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通過瀏覽器直接觀看實(shí)時的監(jiān)控圖像，實(shí)現(xiàn)高效、簡潔的監(jiān)控操作。以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)字視頻監(jiān)控具有：便于計(jì)算機(jī)處理，適合遠(yuǎn)距離傳輸，可靠性高、安裝方便、使用靈活和體積輕巧等優(yōu)點(diǎn)[1- 3]。

1 系統(tǒng)組成方案

我們設(shè)計(jì)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻服務(wù)器、控制中心、和客戶端組成，這是因?yàn)楫?dāng)監(jiān)控點(diǎn)和控制臺到達(dá)一定數(shù)目之后，監(jiān)控點(diǎn)對于用戶的開銷也越來越大，因此增加控制中心輔助進(jìn)行管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1) 嵌入式視頻服務(wù)器

嵌入式的視頻服務(wù)器由硬件模塊和軟件模塊組成。視頻服務(wù)器硬件模塊主要完成視頻信號采集、壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸和用戶設(shè)置，每個視頻服務(wù)器出廠時被分配了一個唯一的序列號作為用戶訪問的唯一標(biāo)識。嵌入式軟件模塊的主要功能有是控制硬件和向用戶傳輸經(jīng)過壓縮的視音頻數(shù)據(jù)。

2) 控制中心

控制中心主要處理從客戶端發(fā)送過來的視頻監(jiān)控信息，然后將許可的請求通知視頻服務(wù)器，使它們之間建立有效連接以傳輸監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)；另外，控制中心負(fù)責(zé)視頻服務(wù)器的登記注冊，設(shè)定用戶權(quán)限和視頻服務(wù)器的參數(shù)。控制中心軟件運(yùn)行在PC服務(wù)器上，由管理員操作維護(hù)。

3) 客戶端

客戶端是提供給用戶使用的基于PC的操作界面，可根據(jù)不同用戶權(quán)限設(shè)定其操作功能。客戶端完成控制中心的管理維護(hù)、圖像觀看、云臺調(diào)整、圖像參數(shù)調(diào)整、錄像、告警等功能。

2 視頻終端硬件設(shè)計(jì)

視頻終端硬件完成視頻信號采集、MPEG-4壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸。由于高精度實(shí)時視頻信息量巨大，在傳輸時需丟棄大量數(shù)據(jù)幀，因此必須壓縮[4]。我們采用專用芯片按即定格式高速壓縮視頻，實(shí)時性好，可靠性高。系統(tǒng)視頻服務(wù)器硬件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。