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基于GPRS的ARM7嵌入式单片机视频报警系统

作者:时间:2010-04-23来源:网络收藏
利用以应用系统为中心的小型设备进行数据采集,并通过网络有效传输数据,已成为数据采集领域的研究焦点。由于系统集系统为一体,因此嵌入式单片机系统广泛应用于那些对实时性、高速性和智能性要求很高的应用领域。目前计算机图像处理系统多为CCD摄像头+卡+计算机的工作模式,且结构复杂、成本高、体积庞大,受计算机操作系统的限制,图像处理实时性差。针对传统的图像采集系统的缺陷,本文讨论了S3C44BOX系列32位单片机的嵌入式系统在图像采集中的应用。

1 嵌入式影像系统对图像的处理
1.1 体系结构

ARM处理器是高性能、低功耗嵌入式微处理器,是目前32位、64位嵌人式处理器中应用最广泛的系列器件。处理器是ARM处理器系列成员之一,是目前应用广泛的32位高性能嵌入式RISC处理器。ARM7处理器具有高性能的32位ARM指令集和高代码密度的16位THUMB指令集。 ARM7由处理器核、用于边界扫描的TAP控制器和在线仿真器(ICEBreaker)组成。双向数据总线D[31:1]为了与各种外部存储器兼容,分割成单向输入和输出总线。其处理器部件及其主要信号路径如图l所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/173361.htm


1.2 组成和工作原理
主要包括图像采集、图像信息处理、数据通信、报警等4个模块。其组成结构如图2所示。
图2中,无线摄像机用于实时捕获现场视频图像,通过无线发射装置遵循无线传输协议将视频信息发送至报警主机,在主机处完成视频图像的模数转换、视频压缩和视频传输。无线报警传感器用于接收报警信息,然后通过无线射频发射器并遵循无线传输协议将本设备的标识码发送给报警主机。嵌入式报警主机ARM7S3C44BOX是整个系统的核心元件,它通过无线射频接收器及时获取报警信息或报警视频的现场图像,并完成图像信息的A/D转换、编码、压缩和传输,然后通过无线网络遵循无线传输协议将报警信息或现场图像发送给合法用户的无线终端。同时接收无线终端的请求和配置信息。该无线终端可以是手机,可通过彩信方式接收报警信息,也还可用于显示装置接收报警
视频。
1.3 系统的技术分析
数字视频监控系统所包含的核心技术归纳为以下3个方面:数字视频编码压缩技术、高效大容量存储技术和网络技术。
1)数字视频编码压缩技术 目前的数字视频编码压缩技术主要有:MPEG-1,MPEG-2,H263,MPEG-4,Wavelet,JPEG等,本系统采用MPEG-4视频编码标准。MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1,MPEG-2中的大多数功能,可提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像,而且支持较低的空间分辨率(低于352x288像素)和较低的帧频(低于15 Hz)。MPEG-4标准的编码是对象的,便于操作和控制对象。
2)存储技术 存储技术是数字视频监控系统非常重要的指标。目前主流的Windows采用FAT32文件系统,Windows文件系统对管理的文件具有较高的效率。本系统改进和优化了原有的文件系统。使之适应视频文件的存储,提高存储的速度和多路并发能力。
3)网络传输技术 网络视频实时传输,在实时传输协议的基础上,实现视音频数据的网络传输,保证数字视频网络传输的服务。本系统根据网络传输的实际需求和质量,为整个系统的广泛应用奠定基础。

2 程序流程与软硬件的压缩原理
2.1程序流程

系统首先完成时钟频率和工作模式的配置,然后对视频处理器进行I2C初始化。当系统正常工作时处于驱动程序轮询状态。在检测到网络连接信号到来时就响应命令请求,调用图像采集函数或网络传输函数,完成图像采集与网络传输后系统又返回驱动程序轮询等待状态。视频数据采集和网络传输的软件实现是ARM7S3C2410X开发板提供的软件模块来实现的,在工程配置文件中加入IPModules的IPOS、IPStack、系统程序运行流图IPEthernet、I2C等模块,通过调用专用的库函数来读写I2C和变换数据为IP包。本系统设计中用到的主要I2C总线控制函数有:打开设备文件函数v41_open(),初始化函数,v41_picture(),初始化channels函数v41_get_channels()和v41_switch_channel(),初始化audios函数v41_get_audios,设置norm函数v41_set_norm(),关闭设备文件函数v41_close(),初始化grap:4l_grap_init(),设置调色板函数v41_set_palette(),真正将影像放到mmap()所映像内存的函数v41_grap_frame(),模仿采集函数device_get_address()取得frame的影像数据后,再将frame的影像数据输出成PPM格式的文件。该系统的程序流程如图3所示。

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