基于TMS320DM355監(jiān)控服務(wù)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　本設(shè)計(jì)以TI公司DaVinci系列芯片作為硬件平臺(tái)，結(jié)合嵌入式Linux操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于TMS320DM355的視頻服務(wù)器。本文闡述了各硬件模塊的選型與功能，以及服務(wù)器的軟件架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)。同時(shí)給出了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的框架，包括視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路及客戶監(jiān)控端。本設(shè)計(jì)采用 MPEG4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，由DM355內(nèi)部的MPEG/JPEG協(xié)處理器完成。實(shí)驗(yàn)表明，在帶寬充足的條件下，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1．引言

　　多媒體監(jiān)控一直是人們關(guān)注的應(yīng)用技術(shù)熱點(diǎn)之一，它以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。而隨著嵌入式系統(tǒng)和視頻壓縮技術(shù)的不斷發(fā)展，基于嵌入式技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展與應(yīng)用。其通過(guò)把攝像機(jī)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)嵌入式系統(tǒng)編碼和傳輸。在客戶端，通過(guò)安裝監(jiān)控軟件，或者直接通過(guò)Web進(jìn)行監(jiān)控。采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能，直接支持網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，使得監(jiān)控范圍達(dá)到了一定的廣度。

　　此外，嵌入式處理器的發(fā)展也日新月異，有專注于控制的ARM系列處理器，擅長(zhǎng)快速計(jì)算的DSP處理器，還有一些針對(duì)性非常強(qiáng)的處理器，可以實(shí)現(xiàn)硬件視頻編解碼等。而德州儀器（TI）新近推出的針對(duì)便攜式高清（HD）視頻產(chǎn)品市場(chǎng)的達(dá)芬奇（DaVinci）處理器TMS320DM355處理器，結(jié)合了它們的特長(zhǎng)。其內(nèi)部具有一個(gè)ARM9EJ-S的主處理器，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制，同時(shí)也集成了一個(gè)MPEG/JPEG協(xié)處理器，專注于MPEG/JPEG算法的實(shí)現(xiàn)。其內(nèi)部的視頻處理子系統(tǒng)（VPSS）及其它外設(shè)可方便快速的實(shí)現(xiàn)視頻的采集、預(yù)處理、顯示、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?。同時(shí)，其低廉的價(jià)格也為用戶降低了成本。而本設(shè)計(jì)即選用此處理器。

2．視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體框架

　　本嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路、客戶監(jiān)控端等3部分組成。視頻服務(wù)器負(fù)責(zé)音視頻等數(shù)據(jù)的采集、壓縮處理等，網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路將視頻服務(wù)器壓縮和發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，而客戶端監(jiān)控部分接收音視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行解壓、顯示以及對(duì)視頻服務(wù)器的控制等。整個(gè)系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

　　2.1．視頻服務(wù)器

　　視頻服務(wù)器采用德州儀器（TI）新近推出的達(dá)芬奇(DaVinci)系列處理器TMS320DM355作為主處理器，接收CCD攝像頭采集的視頻信號(hào)，進(jìn)行預(yù)處理及MPEG4壓縮，然后將壓縮后的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。同時(shí)，接收上位機(jī)發(fā)送的命令，解析并且執(zhí)行。每個(gè)設(shè)備都具有唯一的ID，當(dāng)客戶端進(jìn)行連接時(shí)，服務(wù)器會(huì)首先檢查ID號(hào)是否匹配，以防止惡意連接。此外，當(dāng)視頻服務(wù)器運(yùn)行異常時(shí)，其內(nèi)部的守護(hù)進(jìn)程會(huì)進(jìn)行監(jiān)視，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行重啟。