數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機或嵌入式系統(tǒng)為中心、視頻處理技術為基礎，是符合圖像數據壓縮的國際標準。綜合利用圖像傳感器、計算機網絡、自動控制和人工智能等技術的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。由于數字視頻監(jiān)控系統(tǒng)對視頻圖像進行了數字化，所以與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比，數字監(jiān)控具有許多優(yōu)點。數字化的視頻系統(tǒng)可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。數字化視頻處理技術提高了圖像的質量與監(jiān)控效率，使系統(tǒng)易于管理和維護。整個系統(tǒng)是模塊化結構，體積小，易于安裝、使用和維護。正是由于數字視頻監(jiān)控技術具有傳統(tǒng)模擬監(jiān)控技術無法比擬的優(yōu)點，而且符合當前信息社會中數字化、網絡化和智能化的發(fā)展趨勢，所以數字視頻監(jiān)控技術正在逐步取代模擬監(jiān)控技術，廣泛應用于各行各業(yè)。嵌入式系統(tǒng)以體積小、實時性強、性價比高、穩(wěn)定性好等特點在社會的各個領域中得到了廣泛應用。筆者設計的一種嵌入式系統(tǒng)，以WinCE操作系統(tǒng)和ARM硬件平臺為核心實現了對現場的實時監(jiān)控，并通過無線網絡把視頻圖像傳輸到主機端，以實現分析、存儲和顯示等功能。
1 系統(tǒng)設計
本系統(tǒng)主要由操作系統(tǒng)定制、視頻圖像采集、視頻圖像無線傳輸三部分組成。系統(tǒng)的核心芯片選用基于ARM920T內核的S3C2410嵌入式微處理器，軟件環(huán)境選用Microsoft Windows CE操作系統(tǒng)。系統(tǒng)首先通過USB攝像頭采集現場實時視頻信息，并對其進行壓縮。然后，使用兩塊無線網卡在ARM開發(fā)板與上位機之間構建一個無線局域網絡，從而將壓縮的視頻數據傳輸到主機端，終端用戶即可在主機端通過流媒體播放程序查看遠程視頻影像。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結構框圖如圖l所示。
2 操作系統(tǒng)的定制
系統(tǒng)硬件平臺的核心芯片選用了S3C2410處理器，最高頻率可達203 MHz。S3C2410處理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T處理器核，采用O.18μm制造工藝的32位微控制器。該處理器具有較高的集成度，簡化了應用系統(tǒng)的硬件設計，提高了系統(tǒng)的可靠性。開發(fā)扳上還擴展了4MB的NOR Flash、64 MB的NAND Flash和64 MB的DRAM。
系統(tǒng)選用了Microsoft Willdows CE(簡稱“WinCE”)操作系統(tǒng)。WinCE是一個緊湊的、高效且可擴展的32位操作系統(tǒng)，適用于各種嵌入式系統(tǒng)和產品。它擁有多線程、多任務和確定性的實時、完全搶占式優(yōu)先級的操作系統(tǒng)環(huán)境，專門面向只有有限資源的硬件系統(tǒng)；同時，它的模塊化設計方式使得系統(tǒng)開發(fā)人員和應用開發(fā)人員能夠為多種多樣的產品來定制它，可以選擇、組合和配置WinCE的模塊和組件來創(chuàng)建用戶版的操作系統(tǒng)。
在WinCE產品開發(fā)中，主要有內核定制和應用程序開發(fā)兩項非常重要的工作。微軟在兩方面都提供了良好的開發(fā)工具，即內核定制工具Platform Builder(簡稱“PB”)和應用程序開發(fā)工具Embedded Visual C++(簡稱“EVC”)。
在系統(tǒng)定制過程中，各部分的關系如圖2所示。
3 視頻圖像采集
3.1 攝像頭驅動
圖像采集模塊的硬件資源選用了當前市面上應用最廣泛的USB接口的中星微攝像頭。該款攝像頭造價低廉，成像效果好，用于本系統(tǒng)中體現出了較高的性價比。系統(tǒng)在進行視頻采集前，首先要檢測設定視頻源。系統(tǒng)啟動后，WinCE操作系統(tǒng)會自動檢測攝像頭是否連接好。本系統(tǒng)在定制WinCE操作系統(tǒng)時，通過修改操作系統(tǒng)配置和注冊表。可以使系統(tǒng)自動加載攝像頭在WinCE下的驅動程序ZC030x.dll。
系統(tǒng)自動加載驅動程序時，首先要將驅動程序復制到WINDOWS文件夾下，然后向注冊表中寫入攝像頭的驅動信息：
其中，prefix為設備文件名，D11為驅動的文件名，Order為設備文件名索引。硬件配置完成后啟動操作系統(tǒng)，就可以自動加載驅動，運行應用程序進行圖像采集了。
