基于GPRS的ARM7嵌入式單片機視頻報警系統(tǒng)
1 嵌入式影像系統(tǒng)對圖像的處理
1.1 ARM7體系結構
ARM處理器是高性能、低功耗嵌入式微處理器,是目前32位、64位嵌人式處理器中應用最廣泛的系列器件。ARM7處理器是ARM處理器系列成員之一,是目前應用廣泛的32位高性能嵌入式RISC處理器。ARM7處理器具有高性能的32位ARM指令集和高代碼密度的16位THUMB指令集。 ARM7由處理器核、用于邊界掃描的TAP控制器和在線仿真器(ICEBreaker)組成。雙向數據總線D[31:1]為了與各種外部存儲器兼容,分割成單向輸入和輸出總線。其處理器部件及其主要信號路徑如圖l所示。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/173361.htm
1.2 視頻報警系統(tǒng)組成和工作原理
該視頻報警系統(tǒng)主要包括圖像采集、圖像信息處理、數據通信、報警等4個模塊。其組成結構如圖2所示。
圖2中,無線攝像機用于實時捕獲現場視頻圖像,通過無線發(fā)射裝置遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將視頻信息發(fā)送至報警主機,在主機處完成視頻圖像的模數轉換、視頻壓縮和視頻傳輸。無線報警傳感器用于接收報警信息,然后通過無線射頻發(fā)射器并遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將本設備的標識碼發(fā)送給報警主機。嵌入式報警主機ARM7S3C44BOX是整個系統(tǒng)的核心元件,它通過無線射頻接收器及時獲取報警信息或報警視頻的現場圖像,并完成圖像信息的A/D轉換、編碼、壓縮和傳輸,然后通過無線網絡遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將報警信息或現場圖像發(fā)送給合法用戶的無線終端。同時接收無線終端的請求和配置信息。該無線終端可以是手機,可通過彩信方式接收報警信息,也還可用于顯示裝置接收報警
視頻。
1.3 系統(tǒng)的技術分析
數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)所包含的核心技術歸納為以下3個方面:數字視頻編碼壓縮技術、高效大容量存儲技術和網絡技術。
1)數字視頻編碼壓縮技術 目前的數字視頻編碼壓縮技術主要有:MPEG-1,MPEG-2,H263,MPEG-4,Wavelet,JPEG等,本系統(tǒng)采用MPEG-4視頻編碼標準。MPEG-4視頻編碼標準支持MPEG-1,MPEG-2中的大多數功能,可提供不同的視頻標準源格式、碼率、幀頻下矩形圖像,而且支持較低的空間分辨率(低于352x288像素)和較低的幀頻(低于15 Hz)。MPEG-4標準的編碼是基于對象的,便于操作和控制對象。
2)存儲技術 存儲技術是數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的指標。目前主流的Windows采用FAT32文件系統(tǒng),Windows文件系統(tǒng)對管理的文件具有較高的效率。本系統(tǒng)改進和優(yōu)化了原有的文件系統(tǒng)。使之適應視頻文件的存儲,提高存儲的速度和多路并發(fā)能力。
3)網絡傳輸技術 網絡視頻實時傳輸,在實時傳輸協(xié)議的基礎上,實現視音頻數據的網絡傳輸,保證數字視頻網絡傳輸的服務。本系統(tǒng)根據網絡傳輸的實際需求和質量,為整個系統(tǒng)的廣泛應用奠定基礎。
2 程序流程與軟硬件的壓縮原理
2.1程序流程
系統(tǒng)首先完成時鐘頻率和工作模式的配置,然后對視頻處理器進行I2C初始化。當系統(tǒng)正常工作時處于驅動程序輪詢狀態(tài)。在檢測到網絡連接信號到來時就響應命令請求,調用圖像采集函數或網絡傳輸函數,完成圖像采集與網絡傳輸后系統(tǒng)又返回驅動程序輪詢等待狀態(tài)。視頻數據采集和網絡傳輸的軟件實現是基于ARM7S3C2410X開發(fā)板提供的軟件模塊來實現的,在工程配置文件中加入IPModules的IPOS、IPStack、系統(tǒng)程序運行流圖IPEthernet、I2C等模塊,通過調用專用的庫函數來讀寫I2C和變換數據為IP包。本系統(tǒng)設計中用到的主要I2C總線控制函數有:打開設備文件函數v41_open(),初始化函數,v41_picture(),初始化channels函數v41_get_channels()和v41_switch_channel(),初始化audios函數v41_get_audios,設置norm函數v41_set_norm(),關閉設備文件函數v41_close(),初始化grap:4l_grap_init(),設置調色板函數v41_set_palette(),真正將影像放到mmap()所映像內存的函數v41_grap_frame(),模仿采集函數device_get_address()取得frame的影像數據后,再將frame的影像數據輸出成PPM格式的文件。該系統(tǒng)的程序流程如圖3所示。
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