基于3G手機的視頻監(jiān)控系統的設計

摘要：3G網絡的發(fā)展，手機將成為信息社會的核心樞紐，隨時、隨地地進行遠程檢測實時監(jiān)控已成為需求。介紹了基于Micro2440開發(fā)板的手機視頻監(jiān)控系統，前端視頻采集以ARM920t內核的嵌入式微處理器S3C2440為硬件核心，以WinCE為嵌入式實時操作系統。傳輸系統采用中國聯通的WCDMA無線網絡，應用萬維網作為服務器，后端監(jiān)控系統驅動程序開發(fā)在Platform Builder中完成，應用程序在EVC可視化開發(fā)環(huán)境中完成。通過實驗，證明了系統設計的正確與合理：已在3G手機中顯示圖片，圖片清晰，性價比高，系統穩(wěn)定性好。
關鍵詞：WCDMA；手機；ARM9；WinCE；視頻監(jiān)控

隨著3G網絡技術的快速發(fā)展以及3G手機各項功能的增強，使得利用3G手機實現隨時隨地的視頻監(jiān)控已成為可能。而嵌入式技術作為當今IT業(yè)的熱門技術，各種嵌入式芯片如DSP，ARM，SOC等被廣泛應用于數碼、安防、交通信號采集、遠程醫(yī)療等領域，可以預見未來便攜式多功能的個人醫(yī)療數字服務終端會像手機一樣普及，用戶可以隨時隨地地將自己重要的生理信息實時、準確、快速地傳送到遠程醫(yī)療中心或家庭護理專家處，從而得到醫(yī)生的專業(yè)建議和指導，實現遠程醫(yī)療監(jiān)護的應用。文獻中的無線監(jiān)控系統也用到ARM9芯片和WinCE操作系統，但對軟件設計部分論述不清晰，文獻論述的基于ARM的無線視頻監(jiān)控系統只介紹了簡單的硬件結構和程序流程圖，沒有給出實驗結果，文獻只給出了仿真圖，文獻論述的基于3G的手機遠程監(jiān)控系統也只介紹了簡單的系統框圖和應用實例，并沒有實驗結果，文獻均采用ARM9內核嵌入式芯片，且采用Linux操作系統，但是都沒有實驗驗證，且主要論述的是Linux內核編譯。本文設計一種基于ARM9芯片的3G手機嵌入式視頻采集系統，該系統與參考文獻所論述的視頻采集系統相比，具有體積小、能耗低、更新維護方便、開發(fā)難度低等特點。

1 系統硬件結構
本系統的硬件平臺實物如圖1，鑒于系統的可靠性、可擴展性、可維護性，本系統采用模塊化的設計原則，整個系統的視頻采集系統硬件由3個部分構成。

1．1 微系統核心模塊
該模塊是由嵌入式微處理器S3C2440A，NANDFALSH接口電路、SDRAM接口電路和總線接口電路組成。S3C2440是三星公司基于ARM920T內核的32位RISC微處理器芯片，為手持設備及一般類型的應用提供低價格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。采用了新的總線架構AMB-A，其內核還實現了MMU，Harvard高速緩沖體系結構。另外其加強的ARM體系結構MMU支持WinCE，Linux和EPOC32等操作系統，支持ARM調制體系結構，支持從NAND FLAsH存儲器啟動。而且，它還集成了豐富的片上功能，如LCD控制器、UART接口、USB主從接口、I2C接口、CAM IF單元等。
SDRAM雖掉電不能保存數據，但它有非常高的讀寫速度，故適合主程序的運行。本系統采用2片32 MB型號為HY57V561620的芯片級聯構成64 MB的SDRAM存儲器，該芯片的內部存儲結構是4 Banks×4M×16 b，共4個Bank。NAND FLASH存儲系統采用三星公司的K9F1208U0M芯片，存儲容量為64M×8 b。核心模塊與外設控制模塊的接口連接由總線接口實現。
1．2 視頻采集模塊
該模塊采用Micro2440開發(fā)板自帶的CMOS攝像頭接口，直接使用友善之臂提供的CAM130攝像頭模塊，該模塊由一個130萬像素的CMOS圖像傳感器OV9650及其接口電路、電源電路組成。選擇CMOS傳感器是因為它有集成度高、體積小、功耗低、編程方便、易于控制、成本低等優(yōu)點，并且該類型的傳感器正向低噪聲和高靈敏度等方向發(fā)展，故CMOS傳感器是目前低像素圖像采集系統的最佳選擇。接口電路將圖像信號進行A／D轉換和處理，傳送到處理器的CAM IF。微系統核心模塊通過I2C串行總線實現對傳感器的控制。電源電路由電源轉換芯片AS1117為攝像頭提供1．8 V和2．8 V電壓，其中2．8 V電壓是通過可調壓芯片分壓得到(即為圖2中的VDD_CAM)。該模塊的供電電壓為3．3 V，與微系統核心模塊的供電電壓是一致的，無需另外單獨提供。