車聯(lián)網(wǎng)中攝像頭的視頻采集存儲(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用

根據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟的定義，車聯(lián)網(wǎng)是由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成的巨大交互網(wǎng)絡(luò)。通過GPS、RFID、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置，車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集；通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器；通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，從而計(jì)算出不通車輛的最佳路線、及時(shí)匯報(bào)路況和安排信號(hào)燈周期。

　　車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的一個(gè)細(xì)分應(yīng)用，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)向業(yè)務(wù)實(shí)質(zhì)和縱深發(fā)展的必經(jīng)之路，是未來信息通信、環(huán)保、節(jié)能、安全等發(fā)展的融合性技術(shù)。

　　車聯(lián)網(wǎng)通過無線射頻識(shí)別技術(shù)，對(duì)車輛進(jìn)行數(shù)字化管理，包括實(shí)時(shí)跟蹤、監(jiān)管車輛運(yùn)行狀況等。如同物聯(lián)網(wǎng)一樣，車聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)與是傳感器，加強(qiáng)傳感器操作是必不可少的，將交通信號(hào)、攝像頭、擁堵路段報(bào)告、天氣情況等信息融合起來，從而形成汽車與道路的“互聯(lián)”。通過個(gè)道路、技術(shù)管理部門的溝通配合，實(shí)現(xiàn)汽車、道路、人的有機(jī)結(jié)合，真正形成車聯(lián)網(wǎng)。

　　車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是指是利用先進(jìn)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)，對(duì)道路和交通進(jìn)行全面感知，實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)間大范圍、大容量數(shù)據(jù)的交互，對(duì)每一輛汽車進(jìn)行交通全程控制，對(duì)每一條道路進(jìn)行交通全時(shí)空控制，以提供交通效率和交通安全為主的網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用。

　　
圖 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

　　車聯(lián)網(wǎng)中的有一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)就是攝像頭的視頻采集存儲(chǔ)（感知層）。運(yùn)用多的有車載DVR和車載IP Camera。

　　車載DVR，俗稱MDVR或車載錄像機(jī)。是基于數(shù)字化視頻壓縮存儲(chǔ)和3G無線傳輸技術(shù)（DigitalVideoRecord），結(jié)合GPS定位監(jiān)控，汽車行駛記錄儀，SD卡大容量存儲(chǔ)，多路數(shù)據(jù)接口，語音通話功能。從最開始的只支持本地錄像到現(xiàn)能通過3G無線實(shí)時(shí)傳輸，內(nèi)置GPS，汽車黑匣子，CANbus總線，G-SENSOR等技術(shù)的應(yīng)用，車載DVR的市場潛力越來越大。

　　上海辰漢電子早年前基于i.MX27 的多媒體應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)研發(fā)的四路視頻采集方案被廣泛應(yīng)用于車載視頻傳輸領(lǐng)域。根據(jù)新的車聯(lián)網(wǎng)定義在應(yīng)對(duì)客戶對(duì)產(chǎn)品的可定制性，差異化的細(xì)分市場，這套方案又迸發(fā)出新的生命活力，開發(fā)量小，穩(wěn)定成熟，裁剪靈活，加快量產(chǎn)進(jìn)度，是客戶做車載視頻傳輸領(lǐng)域系統(tǒng)開發(fā)選型的最佳選擇，芯片內(nèi)置H.264硬件編解碼和 eMMA保證了視頻快速流暢的錄制和播放；FEC（快速以太網(wǎng)）則保證了傳輸處理的暢快無阻，該芯片還可以達(dá)到車載溫度級(jí)別，真正滿足嚴(yán)苛環(huán)境下的使用。這些都是ARM9級(jí)別其他芯片所處理不了的。

　　此外，這套四路視頻方案支持非常多的外設(shè)接口：多個(gè)UART接口，Wi-Fi BlueTooth接口，GPS接口，USB接口，TV in（TV decode），TV out （TV encode），其他接口：Hitachi 1.8”微硬盤標(biāo)準(zhǔn)接口（ATA）、SD/MMC卡接口、200萬像素CMOS Sensor接口。

車載IP Camera

　　基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP）和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，視頻技術(shù)已經(jīng)由模擬技術(shù)發(fā)展到數(shù)字和模擬混合的DVR，進(jìn)而向IP視頻系統(tǒng)這種數(shù)字視頻發(fā)展。IP視頻系統(tǒng)在距離、擴(kuò)展能力和成本上與傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)和DVR相比有所不同。從距離上，IP視頻系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長度和信號(hào)衰減的限制，沒有地域概念；從擴(kuò)展能力上講，這種系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備數(shù)量沒有限制，增加設(shè)備只意味著IP地址的擴(kuò)充。在成本上，IP視頻系統(tǒng)占用帶寬較少，可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，在安裝時(shí)節(jié)省布線建網(wǎng)的成本。

　　IP視頻系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IP Camera，其中IP Camera是系統(tǒng)的前端處理部分。CCD/CMOS圖像傳感器把場景的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)紻SP存儲(chǔ)器。DSP作為IP Camera的數(shù)字圖像處理和壓縮以及操作系統(tǒng)運(yùn)行的主處理器芯片，完成圖像壓縮、編碼的同時(shí)把數(shù)據(jù)流送到硬盤或其他存儲(chǔ)設(shè)備中保存?？梢韵胍?，前端設(shè)備對(duì)視頻圖像質(zhì)量好壞有極大影響。因此，處理器的選擇在開發(fā)人員如何能夠成功地滿足車聯(lián)網(wǎng)數(shù)字視頻產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求上扮演了重要角色。

　　飛思卡爾的i.mx53芯片正式這樣一款能將MCU和DSP的性能融合起來，不但能克服ARM核＋DSP所存在的瑕疵，同時(shí)能保留兩則的優(yōu)勢特性。其中 i.MX536是面向車載行業(yè)的滿足汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的處理器，接口眾多，將其用做車聯(lián)網(wǎng)的智能終端的核心處理器滿足了新一代車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　
圖 車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)平臺(tái)功能、可建立連接以及車載產(chǎn)品

　　上海辰漢電子采用i.MX536處理器，經(jīng)過1年多的開發(fā)，完成了滿足新國標(biāo)的高端車載前裝GPS視頻終端方案，滿足很大一部分客戶新的系統(tǒng)功能、個(gè)性化、差異化功能。除了可以滿足前裝市場的實(shí)時(shí)車況，行駛記錄，高清多攝像頭車載視頻監(jiān)控，硬盤錄像機(jī)，北斗GPS智能導(dǎo)航，語音識(shí)別，車載接口檢測，CAN，RS485，RS232，RFID模塊等各種指標(biāo)性要求，還能夠滿足后裝娛樂市場的要求，如1080P的解碼、多路VGA、多屏異像、導(dǎo)航，3G、藍(lán)牙、WIFI。