1．引言

　　多媒體監(jiān)控一直是人們關注的應用技術熱點之一，它以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富等特點被廣泛應用于許多場合。而隨著嵌入式系統(tǒng)和視頻壓縮技術的不斷發(fā)展，基于嵌入式技術的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展與應用。其通過把攝像機輸出的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)編碼和傳輸。在客戶端，通過安裝監(jiān)控軟件，或者直接通過web進行監(jiān)控。采用嵌入式linux操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備編碼處理、網(wǎng)絡通信、自動控制等強大功能，直接支持網(wǎng)絡傳輸和網(wǎng)絡管理，使得監(jiān)控范圍達到了一定的廣度。

　　此外，嵌入式處理器的發(fā)展也日新月異，有專注于控制的arm系列處理器，擅長快速計算的dsp處理器，還有一些針對性非常強的處理器，可以實現(xiàn)硬件視頻編解碼等。而德州儀器（ti）新近推出的針對便攜式高清（hd）視頻產(chǎn)品市場的達芬奇（davinci）處理器tms320dm355處理器，結合了它們的特長。其內(nèi)部具有一個arm9ej-s的主處理器，負責整個系統(tǒng)的控制，同時也集成了一個mpeg/jpeg協(xié)處理器，專注于mpeg/jpeg算法的實現(xiàn)。其內(nèi)部的視頻處理子系統(tǒng)（vpss）及其它外設可方便快速的實現(xiàn)視頻的采集、預處理、顯示、網(wǎng)絡傳輸?shù)裙δ�。同時，其低廉的價格也為用戶降低了成本。而本設計即選用此處理器。

　　2．視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體框架

　　本嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻服務器、網(wǎng)絡傳輸鏈路、客戶監(jiān)控端等3部分組成。視頻服務器負責音視頻等數(shù)據(jù)的采集、壓縮處理等，網(wǎng)絡傳輸鏈路將視頻服務器壓縮和發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)進行傳輸，而客戶端監(jiān)控部分接收音視頻數(shù)據(jù)，進行解壓、顯示以及對視頻服務器的控制等。整個系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

　　圖1視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

　　2.1．視頻服務器

　　視頻服務器采用德州儀器（ti）新近推出的達芬奇(davinci)系列處理器tms320dm355作為主處理器，接收ccd攝像頭采集的視頻信號，進行預處理及mpeg4壓縮，然后將壓縮后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸。同時，接收上位機發(fā)送的命令，解析并且執(zhí)行。每個設備都具有唯一的id，當客戶端進行連接時，服務器會首先檢查id號是否匹配，以防止惡意連接。此外，當視頻服務器運行異常時，其內(nèi)部的守護進程會進行監(jiān)視，適當?shù)臅r候進行重啟。

　　2.2．網(wǎng)絡傳輸鏈路

　　網(wǎng)絡傳輸鏈路負責多媒體數(shù)據(jù)的傳輸。此處，可以根據(jù)實際需求，進行網(wǎng)絡傳輸鏈路的選擇。局域網(wǎng)（lan）、無線局域網(wǎng)（wlan）、internet、cdma、3g等都是可供選擇的傳輸鏈路。其中，局域網(wǎng)（lan）和無線局域網(wǎng)（wlan）帶寬充足、穩(wěn)定，并且設備簡單，易于實現(xiàn)，但會受到距離的限制。internet和cdma網(wǎng)絡可以使監(jiān)控距離得到擴展，但是其帶寬受限，圖像質(zhì)量會受到影響。而最新的3g網(wǎng)絡也是一個不錯的選擇，帶寬在靜止狀態(tài)下可以達到2mbps，但是其在穩(wěn)定性方面還待測試。用戶可以根據(jù)自己的需求進行選擇，或者直接搭建專線網(wǎng)絡，以實現(xiàn)各自的監(jiān)控指標。

　　2.3．客戶監(jiān)控端

　　客戶端主要與各個視頻服務器進行連接，以實現(xiàn)監(jiān)控�？蛻舳丝梢圆捎胮c機或者便攜式設備，與網(wǎng)絡傳輸鏈路相連，通過上位機軟件與視頻服務器連接，接收視頻服務器發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)，進行解碼，然后在上位機顯示。同時，向視頻服務器發(fā)送控制命令，實現(xiàn)云臺、鏡頭等的控制。

3．視頻服務器硬件設計

3.1．整體框架視頻服務器完成視頻的采集、mpeg4壓縮和網(wǎng)絡傳輸，以及云臺、鏡頭等的控制。其硬件結構框圖如圖2所示。

　　圖2視頻服務器硬件結構框圖

　　4.1．系統(tǒng)上電及引導程序

　　系統(tǒng)上電時，是由dm355的輸入引腳btsel[1:0]來決定從rom或者aemif啟動。此設計處選擇從rom啟動。此時，系統(tǒng)直接跳轉(zhuǎn)到內(nèi)部rom的起始地址（0x00008000）執(zhí)行指令。內(nèi)嵌的rom啟動代碼（rbl）進行一些配置操作，然后讀取bootcfg寄存器來決定是從nand、mmc/sd或者uart啟動。本設計選擇nand啟動。nandflash里預先燒寫好了u-boot、linux內(nèi)核以及根文件系統(tǒng)。nand啟動以后，會讀取bootloader的stage1部分的指令對系統(tǒng)進行必要的設置，然后將stage2部分的代碼搬移到sdram中進行執(zhí)行。當用戶選擇啟動內(nèi)核時，bootloader將內(nèi)核從nandflash里搬運到sdram，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的起始地址進行執(zhí)行，啟動內(nèi)核。

　　4.2．嵌入式linux操作系統(tǒng)

　　嵌入式linux操作系統(tǒng)是針對不同的應用需求，對linux內(nèi)核進行裁剪修改使之能在嵌入式計算機系統(tǒng)上運行的一種操作系統(tǒng)。它開放源碼，內(nèi)核小、效率高，適用于多種cpu和硬件平臺，性能穩(wěn)定，可移植性好等特點為其開辟了一片屬于自己的空間。

　　本設計選擇嵌入式linux操作系統(tǒng)作為軟件平臺，實現(xiàn)各硬