国内外市场上首要推出的是数字操控的模仿视频监控和数字视频监控两类产品[1]。前者的技能开展现已十分老练，产品功用安稳，在实践工程中得到了广泛运用。后者是新近兴起的以计算机技能及图画视频紧缩技能为中心的新式视频监控体系，该体系在处理模仿视频监控体系的部分坏处的根底上敏捷兴起。在互联网的普遍推广和网络带宽逐步进步的布景下，视频监控技能飞速开展，呈现了集多媒体技能、网络通讯技能、嵌入式技能于一体的嵌入式网络视频监控体系。
现在国内嵌入式视频监控体系的研讨有了很大的开展，可是国内对嵌入式无线视频监控体系的研讨还比较少。本文介绍了自主开发的依据ARM的嵌入式无线视频收集体系规划计划。该计划选用S3C2410嵌入式处理器和ARMLinux操作体系，运用经过自行开发的视频服务器软件，经过3G无线上网卡完结客户端与视频服务器的通讯。介绍了体系的硬件结构、服务器端软件的整体结构、驱动程序的构建、图画的收集和紧缩以及传输模块的规划，并进行了测验。试验结果表明，体系选用H.264编码技能在确保视频传输质量的一起具有杰出的带宽习惯能力。
1 体系整体结构
本体系由监控现场摄像头、嵌入式视频服务器、客户端三部分组成。监控现场的摄像头完结图画的收集，并把收集的图画信息经过内部总线传送给嵌入式视频服务器。嵌入式长途视频监控体系是一个依据S3C2410处理器、H.264紧缩、Web服务器和Linux操作体系的嵌入式体系，它的首要功用是对摄像头收集到的图画进行H.264紧缩编码，并对编码后的图画经过3G无线网络进行传输。客户端首要完结图画的接纳宽和紧缩，用户能够经过Web浏览器拜访嵌入式视频服务器来观看摄像头收集到的图画，然后完结长途视频监控。嵌入式长途视频监控体系整体结构如图1所示。
2 体系硬件结构
体系硬件由图画传感器MI360、3G无线模块MC8630、图画紧缩芯片ZC0301、微处理器芯片S3C2410、以太网操控芯片、SDRAM等芯片组成。S3C2410具有低功耗、精简而超卓的全静态规划等特征，具有MMU存储器办理功用，具有独立的16 KB指令和16 KB数据缓存，在高功用和低功耗特性方面供应了牢靠的功用。无线模块选用中兴3G模块 MC8630，数据速率为前向：3.1 Mb/s max，反向：1.8 Mb/s max。
为了下降成本，简化规划，本计划选用中星微的ZC0301作为视频紧缩编码芯片，Vimicro ZC0301首要由体系操控、图画信号处理、次取样和水平扫描、JPEG编码器和USB设备操控五大功用模块组成。CMOS图画传感器挑选美光的MI360，它选用VGA规范（30万像素），感光面积为1/4英寸，有用像素649H×489H，选用低噪声技能，噪声等级到达CCD规范。MI360和ZC0301紧缩编码芯片完结视频数据的收集、紧缩和编码。体系硬件结构如图2所示。
3 体系软件结构
本嵌入式长途视频监控体系软件由摄像头驱动模块、图画收集模块、H.264图画紧缩模块、嵌入式Web服务器组成。摄像头驱动模块完结摄像头在Linux操作体系下的正常作业，并为运用程序供应接口。图画收集程序获取摄像头传送过来的图画信息并进行暂存。H.264紧缩模块完结对原始图画的编码处理。嵌入式Web服务器完结图画数据处理与网络传输。嵌入式Web服务器一般由5个首要模块组成：嵌入式HTTP引擎、安全模块、运用程序接口、文件体系和装备模块[2]。因为开发渠道选用的嵌入式操作体系为ARMLinux，具有老练的文件体系，供应文件拜访的接口，能够直接运用文件体系供应的读写接口拜访嵌入式Web资源文件，不需求别的规划文件体系。嵌入式视频监控体系软件体系结构如图3所示。
3.1 摄像头驱动程序规划
图画的收集作业由图画传感器MI360和视频紧缩芯片ZC0301完结，ZC0301经过USB接口和S3C2410相连，因而驱动程序首要是对Linux下USB驱动程序的开发，ZC0301的驱动独立开发难度较大，首要是既要考虑图画收集芯片的驱动，还要考虑USB的驱动，且Vimicro没有发布ZC0301的具体技能材料。Linux下ZC0301的驱动程序有开源代码，依据本体系的开发渠道进行修正、移植、从头编译内核等操作能够完结ZC0301的驱动程序。
3.2 图画收集模块规划
Video4linux(V4L)是Linux的印象串流体系与嵌入式印象体系的根底，是Linux Kernel中支撑印象设备的一组APIs，合作恰当的视频收集卡与视频收集卡驱动程序，能够完结印象收集、AM/FM无线播送、印象CODEC、视频切换等功用。Video4linux为二层式架构，上层为Video4linux驱动程序自身，基层架构则是印象设备的驱动程序。这儿用到的是Video4linux的上层驱动程序，即Video4linux自身所供应给程序开发人员的APIs[3]。Video4linux视频图画收集流程如图4所示。
3.3 H.264图画紧缩模块规划
H.264是ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC活动图画编码专家组(MPEG)的联合视频组（JVT）开发的一个新的数字视频编码规范[4]。在技能上，H.264规范有许多优势，如一致的VLC符号编码，高精度、多形式的位移估量，依据4×4块的整数改换、分层的编码语法等。这些办法使得H.264算法具有很高的编码功率，在相同的重建图画质量下能够比H.263下降50%左右的码率。
H.264的码流结构网络习惯性强，增加了过失康复能力，能够很好地习惯IP和无线网络[5]。H.264能以较低的数据速率传送依据IP的视频流，在视频质量、紧缩功率和数据包康复丢掉等方面，逾越了现有的MPEG-2、MPEG-4和H.26x视频通讯规范，更合适窄带传输，是现在监控体系最为抱负的信源紧缩编码规范。
相对于有线网络而言,无线网络情况更不安稳,除掉网络流量所形成的传输速率的动摇外,设备的移动速度和所在位置也会严重地影响到传输速率。其次,无线信道的环境也要比有线信道恶劣得多，数据的误码率也要高许多,而高紧缩的码流对传输过错十分灵敏,还会形成过错向后面的图画分散,因而无线流媒体在信源和信道编码上需求很好的容错技能。过错康复的东西跟着视频紧缩编码技能的进步在不断改善。旧的规范(H.261、H.263、MPEG-2的第二部分)中,运用片和宏块组的区分、帧内编码宏块、帧内编码片和帧内编码图画来防止过错的分散。之后改善的规范(H.263+，MPEG-4)中,运用多帧参阅和数据切割技能来康复过错。H.264规范在曾经的根底上提出了三种关键技能来进行过错的康复，分别是参数调集、灵敏的宏块次第(FMO)和冗余片(RS)。FMO是H.264的一大特征，可所以一帧中的宏块次序切割，使切割后的片的尺度小于无线网络的MTU尺度，防止在网络层再进行一次数据切割，下降了数据传输的额定开支。
3.4 嵌入式Web服务器规划
本体系选用合适嵌入式体系的Boa服务器，它是单任务HTTP服务器，占用空间小，别的支撑动态Web技能的CGI技能，源代码敞开，功用高。嵌入式Boa服务器移植到Linux体系中的网上相关材料许多，不再赘述。下面要点介绍运用程序接口CGI程序规划。
公共网关接口CGI是HTTP服务器与其他机器上的程序进行“攀谈”的一种东西[6]，其程序须运转在网络服务器上。CGI是一个用于Web服务器与外部程序之间通讯办法的规范，使得外部程序能生成HTML、图画或其他内容，而服务器处理的办法与那些非外部程序生成的HTML、图画或其他内容的处理办法是相同的。运用CGI的原因在于它是一个界说杰出并被广泛支撑的规范，没有CGI就不或许完结动态的Web页面，除非运用一些服务器中供应的特别办法。
CGI程序进口为main()函数，函数首要履行初始化用到的变量，然后依据供应的环境变量Environmentv获取当时拜访用户的用户名，判别用户的拜访权限，然后依据REQUESM得到用户的恳求办法。如果是POST，则依据Contentl获取用户恳求内容并剖析；如果是GET，则依据Querys获取信息并剖析恳求内容，最终依据用户权限做出相应的处理；如果是其他的恳求办法，则回来过错，不支撑该恳求办法。流程图如图5所示。
S3C2410凭仗其高性价比、丰厚的接口以及对网络的强壮支撑,使其十分合适做网络视频监控体系的Web视频服务器的处理器。H.264算法具有很高的编码功率，在相同的重建图画质量下，能够比H.263下降50%左右的码率。H.264的码流结构网络习惯性强，增加了过失康复能力，能够很好地习惯IP和无线网络。本体系支撑动态IP,能够直连续入以太网,能够即插即看。经过局域网(100 Mb/s以太网)内部测验,能够到达25帧/秒CIF图画(320×240)要求,传输推迟0.6 s以内，编码后的码率150 Kbit/s，由客户端软件解码康复后的视频图画明晰、流通、没有颤动现象，能取得较好的视频质量。
