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一种嵌入式网络视频监控系统的硬件设计

作者:时间:2010-06-28来源:网络收藏

一、引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/151766.htm


应用网络技术的是监控领域最新的发展趋势,网络是电子技术、计算机技术、通信技术和自动化技术快速发展并相互结合的高新技术产品,网络技术改变以往的体系结构,满足了现代监控系统的可扩展性、分布式、实时性等,可广泛应用在电信、电力、交通、银行、水利、智能大厦等领域。正是在这一背景下,本文了一种嵌入式网络化视频监控系统,该系统在32位高性能嵌入式处理器和专用视频压缩芯片的平台上,采用MPEG-4编码技术,嵌入式Linux操作系统和流媒体技术进行。利用本系统可以进行网络数字化视频监控,具有体积小、图像质量稳定、远距离监控等优点,具有良好的应用与发展前景。 本文从视频监控技术的发展历史和嵌入式系统的现状入手,分析了嵌入式监控系统相关技术,对通用的嵌入式处理器和专用视频压缩芯片进行了深入的研究,给出了整个系统的方案和功能规划。基于上面的背景和对市场进行深入调查取证,研究了目前流行的嵌入式系统和MPEG-4专用视频压缩芯片方案,在嵌入式系统方面确定了在AT91RM9200芯片上构建嵌入式Web服务器的解决方案。


二、系统的总体设计
整个监控系统采用C/S结构,从主体上分为两部分:服务器端和客户端。服务器端主要包括嵌入式处理器、摄像头及其他外围辅助设备,同时还包含运行在嵌入式平台上的采集、压缩与传输程序;客户端则是普通PC机,通过它进行图像接收与回放。监控系统的基本处理机理,即前端的视频监控服务器从现场的摄像头捕获实时的视频信息,压缩处理后再通过以太网传输到远端的监控终端上。
系统的整体结构如图1所示,视频图像采集和打包发送在服务器端完成,图像的接收与回放将在客户端完成。


图1、系统结构图


三、系统的设计


系统采用模块化设计方案,主要包括以下几个模块:主控制器模块、存储电路模块、外围接口电路模块、电源和复位电路,如图2所示。


图2、系统结构图


1、AT91RM9200主控器模块
主控器模块是整个系统的核心,选用的是ATMEL公司的AT91RM9200。它是一款基于ARM920T 核的32位微控制器。该处理器最高运行频率可达到200MPS,它的低功耗、精简和全静态设计特别适合于对成本和功耗敏感的应用。AT91RM9200提供了丰富的片内资源,支持Linux,是本系统的合适选择。它能完成整个系统的调度工作,在系统上电时配置所有需工作的芯片的功能寄存器,完成视频流的编码,并通过以太网控制器控制物理层芯片发送视频码流。
AT91RM9200微处理器最高主频为180 MHz,其双向、32位外部数据总线支持8/16/32位数据宽度,26位地址总线可以对最大64 MB空间进行寻址。片内集成了非常丰富的外围功能模块,包括内存管理单元(MMU)、内部包含16 KB的SRAM和128 KB的ROM,16 KB的数据缓存以及16 KB的指令缓存。其外部总线接口控制器(EBI),支持SDRAM,静态存储器,Burst FLASH以及Compact FLASH。为了提高系统性能还扩展了以下外设;增强的时钟发生器与电源管理控制器(PMC);系统定时器(ST);实时时钟(RTC);高级中断控制器(AIC);4个32位PIO控制器;20通道的外设数据控制器(PDC);10/100兆Base-T型以太网卡接口;4个通用同步/异步串行(UASRT)以及JTAG/ICE接口等。

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