基于TMS320DM355处理器的出租车安全监控系统

　摘 要：TMS320DM355 是TI 公司的一款高性能，低价格、针对于便携性消费电子应用而设计的一款处理器。本设计是以该处理器为平台，采用CMOS 高清图像传感器，结合GPS 定位技术、CDMA 无线通讯技术，实现车内图像、声音及车辆位置信息的采集并无线发送的车辆安全监控系统。本系统通过CMOS 图像传感器采集车内图像，GPS 模块采集车辆位置信息，高质量音频ADC 采集车内语音信息，并实现JPEG 及G.711 压缩，以网络数据包的形式通过无线网络发送至监控中心，以进行车辆信息的采集，管理及控制。本文主要介绍了整个系统的硬件结构及软件的架构方法。

　　随着社会的飞速发展及人民生活水平的提高，乘坐出租车出行已经成为日常出行的一种非常便捷且必不可少的出行方式。出租车在方便人们日常生活的同时，其安全问题也日益被关注。如何保障司机的人身及财产安全，车辆的防盗与监控自然是一个需要解决的问题。本系统即基于这个目标而设计。

　　1系统简介

　　系统所实现的功能是在乘客乘坐时采集车内高清图片及车辆GPS 位置信息，实现图片JPEG 压缩与存储，发送，以便对车辆运行情况及时掌握;在报警的情况下，还可以采集实时音频数据，结合照片信息，为突发事件的及时处理提供可能，为案件的侦破提供可靠的证据。系统将采集到的GPS、图像及音频信号通过无线网络发送至监控中心，由监控中心处理数据，并做出及时响应。

　　2 视频监控系统整体框架

　　本出租车安全监控系统由监控中心、网络传输链路、车载监控终端3 部分组成。车载监控端实现车内声音、图像、GPS 等数据的采集、压缩处理等;网络传输链路将是车载监控终端所采集信息的传输链路，以实现与监控中心的连接;而监控中心接收车载监控终端所发送的数据，并对声音、图像数据，进行解压、显示以及标志车辆当前位置地图等;同时还可以有多个客户端监控计算机登陆监控中心服务器来查看实时效果，但并不具有操作权限。整个系统的示意图如图1 所示。

　　图 1 出租车安全监控系统示意图

　　2.1.车载监控终端

　　车载终端采用德州仪器(TI)推出的达芬奇(DaVinci)系列处理器TMS320DM355 作为主处理器，进行声音、图像及GPS 信息的采集，格式处理与发送。该处理器采用MJCP 硬件协处理器，实现数据的压缩，极大提高了系统实时性。定义报警及正常关门信号为中断，在中断信号的触发下，通过接收CMOS 高清图像传感器采集的图像信号，进行JPEG 压缩，实现对车内图像信息的采集;当中断为报警信号时启动音频模数转换采集车内声音信息;GPS 信息实时采集，以标志车辆目前位置;通过对这些信息的采集，并通过网络传输链路发送至监控中心，供监控中心作相应处理。此外，当监控终端运行异常时，其内部的守护进程会进行监视，适当的时候进行重启。

　　2.2.网络传输链路

　　网络传输链路负责数据的传输。针对车辆应用的移动性，采用无线传输方式是非常必要的。目前，可以有多种无线传输方式可供选择，例如：无线电台、GPRS、CDMA 及各种3G标准方式。其中，无线电台的成本较低，但其应用范围受到一定的限制;3G 标准是国内无线传输速度最快的一种方式，但相应价格也比较昂贵。鉴于图像及声音数据的数据量比较小，此处选用CDMA 1X 作为无线传输的介质，其传输速率可达到153 kbps，完全满足实时性需求，同时也降低了应用成本。

　　2.3.监控中心

　　监控中心作为整个监控系统的核心，接收各个监控终端所发送的图像、GPS 及声音信息，根据发送信息做出及时响应，并实现本地存储，以便查询。监控中心还需对车辆当前位置进行标志，以实时跟踪车辆运行情况。监控中心可以采用个人电脑或者工作站，通过绑定固定公网IP 或者NAT 方式，实现监控终端的访问，监控电脑需安装相应监控软件以实现对信息的接收，解析与存储。

　　3 车载监控终端硬件平台设计

　　终端采用TI 公司的DaVinci 系列TMS320DM355 为主处理器，外扩CMOS 图像传感器、实时时钟模块、GPS 模块、CDMA 模块及立体声音频采集模块。其中主处理器作为整个系统的控制中心，主要实现整个系统的控制，通过对外部事件的响应，实现对图像及音频信号的采集、存储与发送;CMOS 图像传感器实现对车内图像的高清采集;实时时钟模块为系统提供硬件时钟;GPS 模块采集车辆的当前位置信息，为监控提供位置信息，以便快速处理;立体声音频采集模块实现报警情况下对车内声音信息的采集;CDMA 模块实现将图像、GPS 及音频信息通过无线通讯网络发送至监控中心的功能。下面对一些主要模块进行介绍。

　　3.1 主处理器

　　TMS320DM355 是TI 公司推出的一款针对数字照相机，数码相框，IP 摄像机等一些低功耗便携式数字多媒体应用的处理器，它集高性能、低功耗、低成本于一身，可实现低成本、高质量的多媒体应用解决方案。

　　其内部采用 ARM926EJ-S 内核，可运行在216M及270MHz 时钟频率，与ARM9 软件完全兼容;内部集成一个MPEG4/JPEG 协处理器(MJCP)，实现视频与图像的硬件实时编解码;构建视频处理子系统(VPSS)，分为视频处理前端(VPFE)与视频处理后端(VPBE)。视频处理前端实现与CCD 或CMOS 图像传感器的接口，完成数据流格式转换及图像缩放与翻转功能。视频处理后端提供硬件OSD 及NTSC/PAL 格式模拟视频输出或者LCD 数据格式输出;外部存储器接口提供对DDR2 与mDDR SDRAM 及NAND Flash 的支持;64 个独立增强型直接内存存取(EDMA)通道，实现灵活的无CPU 干预的数据搬移;同时提供了USB，SPI，I2C，I2S，ASP(Audio Serial Port)及UART 外设接口以实现外部功能扩展及外部通讯交互。