視頻監(jiān)控系統(tǒng)中云臺(tái)控制模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)在國民生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而云臺(tái)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)為增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍、提高攝像頭的監(jiān)控效率起到了巨大作用。對(duì)于云臺(tái)控制系統(tǒng)，參考文獻(xiàn)[1]提出了基于DSP芯片的云臺(tái)控制系統(tǒng)，參考文獻(xiàn)[2]提出了在Visual C++編程中利用ActiveX控件實(shí)現(xiàn)云臺(tái)控制的方案。但是，這些方案由于沒有現(xiàn)成的開發(fā)工具支持，開發(fā)周期長、成本高且開發(fā)出來的系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳時(shí)，運(yùn)行不夠穩(wěn)定。針對(duì)這種情況，以及ARM11微處理器具有優(yōu)異的多媒體數(shù)據(jù)處理能力和高度智能化的特點(diǎn)，本文提出了運(yùn)用Net-SNMP開發(fā)工具，通過在嵌入式ARM11平臺(tái)上移植SNMP代理的方法實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)上云臺(tái)的遠(yuǎn)程控制方案。

1 基于ARM11的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)

如圖1所示為典型的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)[3]，S3C6410處理器通過控制外圍設(shè)備進(jìn)行視頻采集，并將壓縮編碼后的信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控終端。同時(shí)，嵌入式處理器通過網(wǎng)卡接收監(jiān)控終端發(fā)送過來的云臺(tái)控制命令，按照云臺(tái)控制協(xié)議將其解碼并通過RS485端口發(fā)送給云臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)云臺(tái)的控制功能。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

基于SNMP和ARM11的云臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件部分由主控制板模塊、云臺(tái)模塊和傳輸模塊組成。

系統(tǒng)硬件部分主要包括：微處理器及存儲(chǔ)電路模塊、電源時(shí)鐘模塊、網(wǎng)卡模塊和外圍接口電路模塊等[3]。DM9000網(wǎng)卡用于從IP網(wǎng)接收遠(yuǎn)程控制命令；RS485串口用于微處理器與云臺(tái)之間的通信。Flash用于存儲(chǔ)各種固化程序；SDRAM用于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)程序的存??；串口RS232用于打印輸出信息和程序的調(diào)試。

2.1 主控制板模塊

主控制板模塊(即核心控制器)S3C6410是三星公司基于ARM1176JZF-S內(nèi)核構(gòu)建的高性能多媒體應(yīng)用微處理器，由于其內(nèi)部集成了硬件編解碼單元MFC，使其在多媒體信號(hào)處理上大大優(yōu)于早期的同類產(chǎn)品。S3C6410內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其內(nèi)部集成有1個(gè)LCD控制器、SDRAM控制器、NAND Flash控制器、I2C總線接口和看門狗計(jì)數(shù)器等。完善的外設(shè)和667 MHz的運(yùn)行頻率，使S3C6410處理器很適用于智能控制系統(tǒng)的開發(fā)。

2.2 云臺(tái)模塊

云臺(tái)是一種安裝在攝像機(jī)支撐物上的工作臺(tái)，用于支撐攝像機(jī)以實(shí)現(xiàn)水平和垂直運(yùn)動(dòng)等輔助功能。一般云臺(tái)攝像機(jī)內(nèi)置有解碼器，遵循云臺(tái)控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，根據(jù)外部控制信號(hào)可以對(duì)其實(shí)現(xiàn)控制。本系統(tǒng)采用3030WQ型云臺(tái)和PELCO-D云臺(tái)協(xié)議。其云臺(tái)協(xié)議如表1所示，系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖2所示。

云臺(tái)數(shù)據(jù)格式為：1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，無效驗(yàn)位。波特率為2 400 B/s。

云臺(tái)的停止、左、右、上、下命令分別對(duì)應(yīng)：0xff，0x01，0x00，0x00，0x00，0x00，0x01；0xff，0x01，0x00，0x04，

0xff，0x00，0x04；0xff，0x01，0x00，0x02，0xff，0x00，0x02；0xff，0x01，0x00，0x08，0x00，0xff，0x08；0xff，0x01，0x00，0x10，

0x00，0xff，0x10（這里的地址碼均設(shè)為0x01）。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建和應(yīng)用軟件兩部分[4]。嵌入式系統(tǒng)部分按照華恒科技S3C6410用戶手冊(cè)構(gòu)建，其包括了引導(dǎo)程序(Bootloader)、Linux內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)等，軟件框圖如圖3所示。