跟着通讯技能和网络技能的迅猛发展, 经过网络长途实时监控重要场所已倍受人们重视, 网络摄像机在此布景下发生, 并成为人们重视的焦点。网络摄像机要将高清晰度的实时视频信息经过互联网传送到监控终端, 因其信息量巨大, 所以有必要紧缩。一般人们选用DSP 与MPEG- 4 算法相结合的计划来完结, 不只编程作业量大, 并且产品的本钱高。本文所介绍的网络摄像机选用专用的MPEG- 4 紧缩芯片、以嵌入式Linux 作为操作体系, 不只开发快捷、本钱低价, 并且实时性好, 适用范围广。
体系总体规划
体系总体规划包含硬件规划和软件规划两部分。硬件规划模块首要包含微操控器模块、紧缩编码模块、网络接口模块和相机操控模块四部分。微操控器模块首要由主控芯片、DataFlash 和SDRAM(1)组成。其间, 主控芯片是整个操控体系的中心, 它担任整个体系的调度作业。DataFlash 里固化了嵌入式Linux 内核、及其文件体系、应用软件和体系装备文件。SDRAM(1)作为内存供体系运转运用。紧缩编码模块由视频数据收集芯片、MPEG- 4 紧缩编码芯片、SDRAM(2)组成,担任将视频流通化为MPEG- 4 码流。网络接口模块首要是合作主控芯片传送MPEG- 4 码流。相机的操控模块首要由串口芯片组成, 其完结转发操控相机指令的功用。当体系发动时, 微操控器通SPI( Serial PeripheralInterface, 串行外设接口) 将Linux 内核转入SDRAM( 1) 中, 体系从SDRAM( 1) 中发动。体系发动后, 微操控器经过HPI(Host Peripherial Interface, 主机接口)操控MPEG- 4 编码模块。统结构如图1 所示。
软件规划部分首要包含嵌入式Linux 移植、MPEG- 4 紧缩编码模块、CGI 操控程序和MPEG- 4 解码程序四部分。嵌入式Linux 体系存放到由AT91RM9200 操控的DataFlash 里,它担任整个体系软件的调度作业。MPEG- 4 紧缩编码模块首要担任模仿视频流的收集, 并将数字视频流紧缩为MPEG- 4 数据流。CGI 操控程序首要担任对摄像机的操控和对MPEG- 4 视频流的相关设置。MPEG- 4 解码程序首要担任对经过网络得到的MPEG- 4 数据流的解码作业。’
硬件规划
微操控器模块
微操控器是本体系的中心部件, 选用的是ATMEL公司的AT91RM9200。它是一款依据ARM920T 核的32位微操控器。其主频为180MHz, 处理速度快, 功用强, 性价比高, 能很好满意嵌入式Linux 体系的需求。它在体系中的首要作用是在体系上电时装备其他芯片的功用寄存器, 在正常作业状态下调度操控整个体系作业, 经过片内以太网操控器操控物理层芯片发送码流。
AT91RM9200 经过片内的SPI 总线和SDRAM操控器完结对外围DataFlash 和SDRAM的操控, 使用片内的USART 完结对串口芯片的操控, 经过片内的以太网操控器对片外网络芯片进行操控。其操控原理图如图2 所示。
紧缩编码模块
紧缩编码模块包含模仿视频收集模块和MPEG- 4紧缩模块。视频收集芯片选用TI 公司的TVP5150, 数据紧缩芯片选用映佳公司的MPG440。TVP5150 输入端但是两种混合视频信号也但是S- Video 端子的视频信号, 支撑NTSC、PAL、SECAM等3 种制式, 其输出的数据颜色格局可认为8bit 4: 2: 2 数字信号或许8bit 同步ITU- R BT.656 数字信号。MPG440 芯片具有契合工业规范的16b/32b 的双向主机接口, 别离用来与视频收集芯片和微操控器芯片通讯。一起, 具有移动侦测、防伪水印、动态调整IP 画格比率、动态调整图画质量等特性, 支撑D1、VGA、CIF、QVGA、QCI 等五种分辨率形式。微操控器经过主机接口完结MPG440 的初始装备, 也由此接纳MPEG- 4 码流。紧缩编码模块的硬件规划原理如图3 所示。
TVP5150 的AI 模仿输进口与模仿摄像头输出端衔接, 向视频处理芯片传送模仿视频信号。模仿信号经过采样处理之后经过YOUT0～YOUT7 引脚送到MPG440, 采样数据在PCLK 的上升沿有用, MPG440的VIDEO_CLK 在收到PCLK 的上升沿时取得YOUT的信号。TVP5150 分场同步脉冲和行同步脉冲, 别离对应其输出端VSYNC、HSYNC。MPG440 正是依据与之相连的VSYNC 和HSYNC 信号线来完结图画的场同步和行同步操作。MPG440 的视频输入数据线DATA_TV0 ～DATA_TV7 与TVP5150 的YOUT0 ～YOUT7 相连。MPG440 在接纳数据的一起, 将其得到的数据撒播送给MPEG- 4 紧缩编码单元, 编码后的MPEG- 4 数据流暂存到SDRAM(2)中。MPG440 片内PDMA 操控器依据装备寄存器的设置精确建议对SDRAM(2)拜访, 一起将得到的数据流输送往HPI(主机总线接口,Host Peripherial Interface) , 以等候AT91RM9200 经过DMA 通道将数据发送到网络。
MPG440 经过HPI 与AT91RM9200 通讯,AT91RM9200 将MPG440 的寄存器、存储空间等资源作为其自身内存寻址拜访。MPG440 由AT91RM9200选通线NCS4 来选通, 其在AT91RM9200 寻址空间中的地址段为0X50000000 到0X5FFFFFFF。经过对MPG440 一系列寄存器的设置, 能够拜访MPG440 体系存储空间。MPG440 中止信号RSC_INT0 从通用I/O引脚的PB29 输入, 当缓冲器填满时, RSC_INT0 引脚置低提示AT91RM9200 经过DMA 通道提取MPEG- 4数据流。编码后视频数据读取进程和MPG440 与主机通讯进程由AT91RM9200 读信号CFRD 和写信号CFWE 操控。
