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          基于嵌入式Windows CE5.O的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

          作者: 時間:2014-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            0 引 言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/262768.htm

            傳統(tǒng)的主要以模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)和基于插卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)為主。其中模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)布線工程量大,要耗費大量的存儲介質(zhì),查詢?nèi)∽C也十分繁瑣;基于插卡的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是由1臺PC機加圖像采集卡完成的,系統(tǒng)的成本高,而且PC機需要有人值守,無法在惡劣環(huán)境下使用。在視頻監(jiān)控領(lǐng)域中,如何使信息傳輸?shù)酶?,更穩(wěn)定,距離更遠,系統(tǒng)的成本、體積、功耗更低等問題是擺在當(dāng)前技術(shù)研發(fā)人員面前的首要問題。

            在此提出一種基于嵌入式5.O的無線。解決了傳統(tǒng)成本高、體積大、傳輸距離有限、功耗大、安裝不方便等問題。該系統(tǒng)的設(shè)計將為無線視頻監(jiān)控提供一種新的思路、方法和技術(shù)路線;在安防、遠程教育、遠程視頻會議、醫(yī)療系統(tǒng)等無線視頻領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

            1 系統(tǒng)的整體硬件框圖介紹

            基于嵌入式WinCE5.0的無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由嵌入式終端和服務(wù)器端的PC機組成。嵌入式終端平臺的微處理器選擇的是基于T20內(nèi)核的S3C2440,S3C2440有豐富的接口,其中攝像頭接口與CMOS的攝像頭相連,串口與GPRS發(fā)射模塊相連;服務(wù)器端主要是1臺PC機和GPRS接收模塊。整個框圖如1所示。

            

          系統(tǒng)的整體硬件框圖

           

            系統(tǒng)首先通過S3C2440微處理器控制CMOS攝像頭采集圖像數(shù)據(jù),經(jīng)過壓縮編碼后,再通過GPRS無線發(fā)射模塊將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)射出去,在服務(wù)器端的PC機通過GPRS接收模塊接收數(shù)據(jù),并通過相應(yīng)的應(yīng)用程序,對視頻數(shù)據(jù)進行解碼,并通過屏幕顯示出來。其中包含有S3C2440微處理器的嵌入式終端平臺的核心控制板如圖2所示。

            

          包含有S3C2440微處理器的<a href=http://embed.21ic.com/e/sch/index.php?stype=kucun&keyboard=%C7%B6%C8%EB%CA%BD&Submit.x=47&Submit.y=17&Submit=image target=_blank class=infotextkey>嵌入式</a>終端平臺的核心控制板

           

            2 系統(tǒng)的擴展接口設(shè)計

            2.1 攝像頭接口設(shè)計

            攝像頭中用的圖像采集芯片為OV9650圖像傳感器,該圖像傳感器具有10位的數(shù)據(jù)接口和標準的SCCB接口,采用CSP一28封裝,體積小。

            該芯片支持RGB(4:2:2),YUV(4:2:2),YCrCb(4:2:2)三種數(shù)據(jù)輸出格式,內(nèi)置138個設(shè)備控制寄存器,地址分別從 Ox00~Ox8A,通過SCCB接口可以方便地設(shè)置傳感器視窗大小、增益、白平衡校正、曝光控制、飽和度、色調(diào)等參數(shù)。包含有圖像傳感器OV9650攝像頭模塊如圖3所示。

            

          包含有圖像傳感器OV9650攝像頭模塊

           

            S3C2440有一個專用的攝像頭接口,CPU可以直接和CMOS圖像傳感器連接,當(dāng)0V9650輸出數(shù)據(jù)格式為8位的YUV時,要用到數(shù)據(jù)線 D2~D9(D9為MSB位,D2為LSB位);當(dāng)輸出的數(shù)據(jù)格式為10位RGB,用數(shù)據(jù)線D0~D9(D9為MSB位,D0為LSB位),該系統(tǒng)用 YUV格式。該攝像頭模塊與S3C2440的Camera接口連接,其電路圖分別如圖4~圖6所示。

            

          數(shù)據(jù)線連接圖

           

            

          像素時鐘

           

            

          攝像頭時鐘

           

            其中用到了TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC4245,是一種雙電源的電平移位器,電平移位在其內(nèi)部進行。5 V端用5 V電源作為VDD_CAM,而3.3 V端則用3.3 V作為VCC33。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅都能達到滿電源幅值。

            2.2 GPRS模塊的接口設(shè)計

            S3C2440有3個UART通道,利用其中一個通道設(shè)計串口,使其與GPRS模塊連接,由于S3C2440自帶的UART控制器,使得硬件開發(fā)和軟件設(shè)計都比較簡單。但RS 232標準所定義的高、低電平信號,與一般的微控制器系統(tǒng)的電路所定義的高、低電平信號完全不同,如S3C2440系統(tǒng)的標準邏輯“1”對應(yīng)電平2~3 V,標準邏輯“O”對應(yīng)0~4 V電平。顯然,與RS 232標準所述的電平信號完全不同。兩者之間要進行通信,必須經(jīng)過信號電平的轉(zhuǎn)換,目前常使用的電平轉(zhuǎn)換芯片有MAX232,MAX3221和 MAX324.3,具體設(shè)計電路如圖7和圖8所示。

            

          串口設(shè)計電路圖

           

            

          電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232C與S3C2440連接電路圖

           

            3 操作系統(tǒng)平臺的定制

            是高度模塊化的嵌入式操作系統(tǒng),正因為如此,用戶為了滿足特定的要求而對操作系統(tǒng)進行定制,如果為自己的嵌入式設(shè)備定制操作系統(tǒng),則須進行創(chuàng)建、構(gòu)建、運行和發(fā)布OS等一系列操作。在無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,根據(jù)功能要求,利用Platform Builder5.0定制系統(tǒng)的流程如下:

            (1)導(dǎo)入BSP開發(fā)包。由于用的是三星公司的基于20T核的S3C2440,所以在BSP包中找到SMDK2440文件下的 SMDK2440.CEC文件將其導(dǎo)入。打開“Platform Builder5.0”,選擇“File”菜單下的 “Manage Catalog Features”,如圖9所示。在彈出的對 話框中單擊“Import”,瀏覽到SMDK2440文件下的 smdk2440.cec文件,將其導(dǎo)入。

            

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