首页 > 数字视频监控系统是以计算机或嵌入式系统为中心、视频处理技术为基础组建的的一种新型监控系统，系统采用符合图像数据压缩的国际标准，综合利用图像传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术。由于数字视频监控系统对视频图像进行了数字化，所以与传统的模拟监控系统相比，数字监控具有许多优点。数字化的视频系统可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。
数字化视频处理技术提高了图像的质量与监控效率，使系统易于管理和维护。整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。正是由于数字视频监控技术具有传统模拟监控技术无法比拟的优点，而且符合当前信息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势，所以数字视频监控技术正在逐步取代模拟监控技术，广泛应用于各行各业。嵌入式系统以体积小、实时性强、性价比高、稳定性好等特点在社会的各个领域中得到了广泛应用。笔者设计的一种嵌入式系统，以WinCE操作系统和ARM硬件平台为核心实现了对
现场的实时监控，并通过无线网络把视频图像传输到主机端，以实现分析、存储和显示等功能。
1.系统设计
本系统主要由操作系统定制、视频图像采集、视频图像无线传输三部分组成。系统的核心芯片选用基于ARM920T内核的S3C2410嵌入式微处理器，软件环境选用Microsoft Windows CE操作系统。系统首先通过USB摄像头采集现场实时视频信息，并对其进行压缩。然后，使用两块无线网卡在ARM开发板与上位机之间构建一个无线局域网络，从而将压缩的视频数据传输到主机端，终端用户即可在主机端通过流媒体播放程序查看远程视频影像。视频监控系统总体结构框图如图l所示。
其中，prefix为设备文件名，D11为驱动的文件名，Order为设备文件名索引。硬件配置完成后启动操作系统，就可以自动加载驱动，运行应用程序进行图像采集了。
3.2 图像采集程序
中星微摄像头采用了中星微301PLUS快速主控芯片。该芯片是一款高性能图像压缩芯片，输出MIPEG视频流数据。MIPEG(Motion JPEG)主要是基于静态视频压缩发展起来的技术，特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩，通常可达到6：1的压缩率。它的误差稳定性非常好，可以获取清晰度很高的视频图像，而且还可以灵活设置各路视频清晰度，压缩帧数。
本系统直接从摄像头驱动中获取MJPEG视频流数据，图像采集流程如图3所示。
4.视频传输部分
4.1 配置无线网卡
图像传输模块主要是通过USB接口的无线网卡来实现的。该无线网卡可与S3C2410集成的USB主机接口直接相连，工作在2.4 GHz的ISM频段，采用直接序列扩频通信方式，遵从802.11g协议，传输速度可达54Mbps，室内有效距离为100 m，能够满足局域网内视频传输的要求。本系统通过开发板和主机之间的无线网卡构建无线局域网络，能够实现点对点的无缝连接，用户通过此无线网络可以实现文件传输、视频通信等应用。
开发板端的无线网卡也需要加载驱动才能运行。本系统在定制WinCE操作系统时，首先将无线网卡的驱动程序复制到WINDOWS文件夹下，然后向注册表中写入无线网卡的驱动信息。WinCE操作系统启动后会自动检测无线网卡是否连接好，并加载驱动程序，此时，就可以通过应用程序调用此无线网卡了。在无线传输时，注意要把开发板和主机设置在同一IP网段。
4.2 传输视频数据
实时传输协议RTP(Real time Transport Protocol)是一种实时流式传输协议，能够保证媒体信号带宽与当前网络状况相匹配，在一对一(umcast，单播)或者一对多 (multicast，多播)的网络环境中实现流媒体数据的实时传输。RTP通常使用UDP来进行多媒体数据的传输。整个RTP协议由两个密切相关的部分组成：RTP数据协议和RTCP控制协议。
针对系统数据的收发要求，采用了开源代码JRT-PLIB提供的RTP协议栈。JRTPLIB是一个面向对象的RTP库，完全遵循RFC1889设计。开发人员只要初步了解RTP协议就可以开发出高质量的音/视频传输程序。把它移植到EVC上，稍作修改就可以应用在WinCE操作系统的ARM开发板上了。
4.2.1 建立RTP的数据发送和接收
JRTPLIB 提供的RTPSession类可以实现RTP的数据发送和接收。RTP数据发送和接收的初始化步骤基本相同。首先设置时间戳、最大的RTP包尺寸、数据超时等会话参数，然后设置基端口(注意这个端口必须是偶数，默认值为5000)。在设置好这些参数之后，就可以使用RTPSession的Create方法建立RTP数据接收和发送了。
数据发送端使用RTPIPv4Address(intIP，PORT_DATA)建立一个新的地址，再使用AddDestination将这个地址增加到发送的地址列表中。然后，调用SendPacket函数发送RTP数据。
在数据接收端建立RTP会话并且增加了目标地址后，就可以从目标地址接收数据了。此时将调用OnRtpPacket函数接收RTP数据，在这个函数里取得装载数据并使用。在OnRTPPacket函数中，调用函数zc030x_OutPicture(&m_pDlg->frame)，对接收到的数据进行解码。最后，调用函数StretchDIBits()，在当前窗口中显示视频图像。
4.2.2 RTP的控制协议——RTCP
RTCP(Real-time Transport Control Protocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这砦信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，以有效的反馈和最小的开销使传输效率达到最佳效果。
JRTPLIB是一个高度封装的RTP库，调用PollData()或者SendPacket()方法后，JRTPLIB能够自动对到达的RTCP数据报进行处理，并在需要时发送RTCP数据报，从而确保整个RTP会话过程的正确性。在RTP数据收发中，也可以通过调用RTPSession类提供的方法选择当前RTP会话需要发送的控制信息，并对控制信息进行设置。
结语
本系统基于S3C2410平台和WinCE操作系统，通过USB摄像头采集现场实时视频信息，并对其进行压缩。然后，用两块无线网卡在开发板与上位机之间构建无线局域网络，使用实时流式传输方式实现了视频数据的无线传输。整个系统具有稳定可靠、安装简便、成本低廉等特点，可以应用在远程监控、工业控制、视频会议、可视电活等诸多领域。
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