一个嵌入式视频监控系统的设计与实现

引言

传统的数字视频监控多采用数字芯片集成或采用纯PC监控，由于数字芯片无智能化的操作系统而PC机处理多路视频信号的速度较低，导致系统稳定性不够好。随着嵌入式系统和视频压缩技术的日渐成熟，以及高网络带宽的普及，通过嵌入式平台，将视频信号数字化并压缩，并通过内置的Web服务提供给访问者已成为可能。用户可在现有网络环境中，通过浏览器直接观看实时的监控图像，实现高效、简洁的监控操作。以嵌入式系统为基础的数字视频监控具有：便于计算机处理，适合远距离传输，可靠性高、安装方便、使用灵活和体积轻巧等优点[1- 3]。

1 系统组成方案

我们设计的嵌入式视频监控系统由视频服务器、控制中心、和客户端组成，这是因为当监控点和控制台到达一定数目之后，监控点对于用户的开销也越来越大，因此增加控制中心辅助进行管理。系统结构如图1所示。

1) 嵌入式视频服务器

嵌入式的视频服务器由硬件模块和软件模块组成。视频服务器硬件模块主要完成视频信号采集、压缩、网络传输和用户设置，每个视频服务器出厂时被分配了一个唯一的序列号作为用户访问的唯一标识。嵌入式软件模块的主要功能有是控制硬件和向用户传输经过压缩的视音频数据。

2) 控制中心

控制中心主要处理从客户端发送过来的视频监控信息，然后将许可的请求通知视频服务器，使它们之间建立有效连接以传输监控视频数据；另外，控制中心负责视频服务器的登记注册，设定用户权限和视频服务器的参数。控制中心软件运行在PC服务器上，由管理员操作维护。

3) 客户端

客户端是提供给用户使用的基于PC的操作界面，可根据不同用户权限设定其操作功能。客户端完成控制中心的管理维护、图像观看、云台调整、图像参数调整、录像、告警等功能。

2 视频终端硬件设计

视频终端硬件完成视频信号采集、MPEG-4压缩和网络传输。由于高精度实时视频信息量巨大，在传输时需丢弃大量数据帧，因此必须压缩[4]。我们采用专用芯片按即定格式高速压缩视频，实时性好，可靠性高。系统视频服务器硬件的结构如图2所示。