基于S3C2410平臺和WinCE的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計
其中,prefix為設備文件名,D11為驅動的文件名,Order為設備文件名索引。硬件配置完成后啟動操作系統(tǒng),就可以自動加載驅動,運行應用程序進行圖像采集了。
3.2 圖像采集程序
中星微攝像頭采用了中星微301PLUS快速主控芯片。該芯片是一款高性能圖像壓縮芯片,輸出MIPEG視頻流數(shù)據(jù)。MIPEG(Motion JPEG)主要是基于靜態(tài)視頻壓縮發(fā)展起來的技術,特點是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化,只單獨對某一幀進行壓縮,通??蛇_到6:1的壓縮率。它的誤差穩(wěn)定性非常好,可以獲取清晰度很高的視頻圖像,而且還可以靈活設置各路視頻清晰度,壓縮幀數(shù)。
本系統(tǒng)直接從攝像頭驅動中獲取MJPEG視頻流數(shù)據(jù),圖像采集流程如圖3所示。
圖像采集模塊用到的主要函數(shù)有:
capInitCamera()用來初始化視頻設備,并獲取當前可用的視頻設備數(shù)目。
capSetVideoFormat()設置視頻格式和分辨率。本系統(tǒng)使用的視頻格式為RGB24,分辨率為320×240像素。
capGrabFrsme()從驅動中抓取1幀圖像,并存儲在緩存lpFrameBuffer中。
capGetLastJpeg() 將抓取的MJPEG格式的圖像轉換成JPEG格式,送到無線發(fā)送模塊。
capCloseCamera() 關閉視頻設備。
視頻采集部分還有查詢視頻采集格式、設置明暗度、設置對比度等相關函數(shù),不再詳述。
4 視頻傳輸部分
4.1 配置無線網(wǎng)卡
圖像傳輸模塊主要是通過USB接口的無線網(wǎng)卡來實現(xiàn)的。該無線網(wǎng)卡可與S3C2410集成的USB主機接口直接相連,工作在2.4 GHz的ISM頻段,采用直接序列擴頻通信方式,遵從802.11g協(xié)議,傳輸速度可達54Mbps,室內(nèi)有效距離為100 m,能夠滿足局域網(wǎng)內(nèi)視頻傳輸?shù)囊?。本系統(tǒng)通過開發(fā)板和主機之間的無線網(wǎng)卡構建無線局域網(wǎng)絡,能夠實現(xiàn)點對點的無縫連接,用戶通過此無線網(wǎng)絡可以實現(xiàn)文件傳輸、視頻通信等應用。
開發(fā)板端的無線網(wǎng)卡也需要加載驅動才能運行。本系統(tǒng)在定制WinCE操作系統(tǒng)時,首先將無線網(wǎng)卡的驅動程序復制到\WINDOWS文件夾下,然后向注冊表中寫入無線網(wǎng)卡的驅動信息。WinCE操作系統(tǒng)啟動后會自動檢測無線網(wǎng)卡是否連接好,并加載驅動程序,此時,就可以通過應用程序調用此無線網(wǎng)卡了。在無線傳輸時,注意要把開發(fā)板和主機設置在同一IP網(wǎng)段。
4.2 傳輸視頻數(shù)據(jù)
實時傳輸協(xié)議RTP(Real time Transport Protocol)是一種實時流式傳輸協(xié)議,能夠保證媒體信號帶寬與當前網(wǎng)絡狀況相匹配,在一對一(umcast,單播)或者一對多(multicast,多播)的網(wǎng)絡環(huán)境中實現(xiàn)流媒體數(shù)據(jù)的實時傳輸。RTP通常使用UDP來進行多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。整個RTP協(xié)議由兩個密切相關的部分組成:RTP數(shù)據(jù)協(xié)議和RTCP控制協(xié)議。
針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的收發(fā)要求,采用了開源代碼JRT-PLIB提供的RTP協(xié)議棧。JRTPLIB是一個面向對象的RTP庫,完全遵循RFC1889設計。開發(fā)人員只要初步了解RTP協(xié)議就可以開發(fā)出高質量的音/視頻傳輸程序。把它移植到EVC上,稍作修改就可以應用在WinCE操作系統(tǒng)的ARM開發(fā)板上了。
4.2.1 建立RTP的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收
JRTPLIB提供的RTPSession類可以實現(xiàn)RTP的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。RTP數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的初始化步驟基本相同。首先設置時間戳、最大的RTP包尺寸、數(shù)據(jù)超時等會話參數(shù),然后設置基端口(注意這個端口必須是偶數(shù),默認值為5000)。在設置好這些參數(shù)之后,就可以使用RTPSession的Create方法建立RTP數(shù)據(jù)接收和發(fā)送了。
數(shù)據(jù)發(fā)送端使用RTPIPv4Address(intIP,PORT_DATA)建立一個新的地址,再使用AddDestination將這個地址增加到發(fā)送的地址列表中。然后,調用SendPacket函數(shù)發(fā)送RTP數(shù)據(jù)。
rtpSessiorl. SendPacket(sendBuf,length,26,true,0UL);
在數(shù)據(jù)接收端建立RTP會話并且增加了目標地址后,就可以從目標地址接收數(shù)據(jù)了。此時將調用OnRtpPacket函數(shù)接收RTP數(shù)據(jù),在這個函數(shù)里取得裝載數(shù)據(jù)并使用。在OnRTPPacket函數(shù)中,調用函數(shù)zc030x_OutPicture(&m_pDlg->frame),對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼。最后,調用函數(shù)StretchDIBits(),在當前窗口中顯示視頻圖像。
void RTPAppSession::OnRTPPacket (RTPPacket *
pack,const RTPTime & receivetime,const RTPAddress
*senderaddress)
4.2.2 RTP的控制協(xié)議——RTCP
RTCP(Real-time Transport Control Protocol)和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。在RTP會話期間,各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料,因此,服務器可以利用這砦信息動態(tài)地改變傳輸速率,甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用,以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率達到最佳效果。
JRTPLIB是一個高度封裝的RTP庫,調用PollData()或者SendPacket()方法后,JRTPLIB能夠自動對到達的RTCP數(shù)據(jù)報進行處理,并在需要時發(fā)送RTCP數(shù)據(jù)報,從而確保整個RTP會話過程的正確性。在RTP數(shù)據(jù)收發(fā)中,也可以通過調用RTPSession類提供的方法選擇當前RTP會話需要發(fā)送的控制信息,并對控制信息進行設置。
結語
本系統(tǒng)基于S3C2410平臺和WinCE操作系統(tǒng),通過USB攝像頭采集現(xiàn)場實時視頻信息,并對其進行壓縮。然后,用兩塊無線網(wǎng)卡在開發(fā)板與上位機之間構建無線局域網(wǎng)絡,使用實時流式傳輸方式實現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的無線傳輸。整個系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、安裝簡便、成本低廉等特點,可以應用在遠程監(jiān)控、工業(yè)控制、視頻會議、可視電活等諸多領域。
評論