基于H.264的嵌入式无线视频监控系统

Hi3510使用ARM926EJ-S内核，哈佛结构的32位RISC处理器，其内内置MMU，主频可达到 240MHz，可以很好得运行嵌人式Linux2.6，不但保持了嵌人式系统小型化、低功耗、易携带的特点，又充分利用了Linux系统完整的内存、文件、线程管理功能，大大方便了程序的开发和程序中多任务功能的实现。

H.264是面向无线网络和因特网的视频图像编码与传输技术．与其相关的各种研究已成为当今信息科学与技术的前沿课题。 H.264具有高压缩比，良好的网络适应性，一定的鲁棒性等优异性能，但其计算量过高，编码时间过长，限制了它的广泛应用。Hi3510芯片是具有 H.264硬件编码SOC芯片DD Hi3510采用ARM9+DSP+硬件引擎方式，方便地提供了H.264压缩视频流，而且可以获得很好压缩比。

码分多址通讯模块采用深圳倚天科技公司的ETPro-309 AI CDMA Modem，其内置SIM卡，其内部核心芯片是Qualcomm MSM6025。该模块包含基于码分多址业务标准IS95和IS2000的调制解调系统，而且带内置TCP／IP协议栈，可利用AT命令直接与其通信。码分多址模块与核心处理器之间使用UART进行连接。

Hi3510支持ITU-R BT.656/601视频输入接口，摄像机接口接受ITU标准的图像数据，不能直接接收CCD摄像机输出的模拟视频信号，因此我们只需要再加一片SAA7114视频解码芯片，就可以完成硬件系统的搭建。

3.2 监控终端软件设计

控制终端软件的核心是嵌入式Linux操作系统,所有功能的实现都基于Linux操作系统来完成。主要包括三个层次，最底层是BootLoader服务程序和基本外设驱动，它主要完成系统加载和ARM核心处理器的初始化配置，第二层主要是摄像头模块和码分多址模块的驱动程序，最后一层是系统的应用程序。

由于Linux内核采用模块化的设计。很多模块可以独立地加载或卸载，所以小型化就是对Linux内核重新编译，在编译时仔细地选择嵌入式设备所需要的功能模块，同时删除不需要的功能。这里只需要串口驱动、SAA7114视频解码芯片驱动，还有拨号网络应用，还要支持 PPP、TCP／IP网络协议，其他都可以删除掉，使系统运行所需要的内核显著减小至l Mb以内。码分多址拨号通过运行PPP程序进行。在Linux下的PPP包是专门为解决Modem拨号上网问题而编写的，并且是公开源代码的。PPP拨号脚本程序主要通过调用pppd和chat这两个应用程序，并通过AT指令实现对Modem的操作。

应用程序主要是监听用户命令，收到命令后调用摄像头模块采集图像，然后再使用码分多址模块来发送图像数据。终端一旦初始化后，就与中心服务器建立TCP连接，在运行过程中终端跟中心服务器保持TCP连接，中心服务器可随时主动地请求图像数据，因此，对于对交互性和实时性有较高要求的应用系统可实现较好的响应。监控终端软件流程如图3所示。

图3. 监控终端软件流程图

4 基于RTP的H.264视频流传输控制

由于H.264具有前面所指出的多种优点，本系统设计了基于RTP的H.264视频流传输控制。RTP协议对实时数据传输的支持包括时间戳、序列号、荷载类型标识和源标识等，时间戳反映了RTP数据帧中第一字节数据的采样时间，采样时间是线性单调增长的。接收方根据收到数据帧的时间戳来重建接收数据的时序关系，以便正确回放媒体流。序列号用于数据传送的丢失检测和帧序重构；荷载类型标识则指明RTP帧数据荷载的编码格式；源标识用于指示接收方式所接收数据的来源。以上功能均通过RTP的帧头来实现。

RTP 数据协议运行在面向数据报的UDP 之上，它只能提供无连接的不可靠服务，帧丢失或出错都会降低图像或声音的质量。RTCP控制协议需要与RTP数据协议一起配合使用，RTP本身并不能为按序传输数据包提供可靠的保证，也不提供流量控制和拥塞控制，这些都由RTCP来负责完成。