嵌入式视频监控系统的设计

摘 要：本文分析了视频监控的现状与发展，系统硬件部分的设计包括电源电路、时钟电路、复位电路。

关键词：视频监控；嵌入式；硬件设计

中图分类号：TN94 文献标识码：A

1 视频监控的现状与发展

对国内和国外市场，主要有两种类型的监测产品： 数字控制的模拟视频监控和数字视频监控。数控仿真监测系统技术长时间的发展在实际工程是有非常广泛的应用，发展成熟及性能也是稳定，但因为视频监控系统中的信息流形成不变量仍为模拟视频信号，系统的网络结构主要是一个单向的和方式集中的信息收集网络，系统已发展到很高的水平，没有太多的潜力可挖其限制仍然存在 ；数字监控系统技术是新的兴起，解决模拟系统部分缺点且快速发展，但发展不成熟，需要更近一步完善。纵观全局，数字监控系统是大势所趋，具有真正的研究价值。

数字监控视频系统通常分为两类： 一种基于 PC 的相结合的多媒体作品；另一种是嵌入式数字视频监控系统。随着视频监控的发展，基于 PC机在实际工程的过程中，使用的视频系统不稳定。嵌入式的系统是专用到计算机系统，嵌入式系统的核心技术是一个新的技术发展方向在计算机系统中嵌入对象。

2 系统的工作原理

本系统设计的硬件平台主要由三部分组成，监控前端视频服务器、USB摄像头以及远程客户机。其中监控端视频服务器是基于ARM9的32位嵌入式系统，视频服务器主要由核心处理器部分和扩展部分组成。图1是系统工作的原理框图。

其工作原理：移植具有实现硬件功能的嵌入式Linux操作系统到系统平台中，在操作系统中编码驱动程序实现对摄像头的驱动控制，系统平台中Linux操作系统启动后加载摄像头驱动，用视频采集应用程序实现对视频信号的采集，处理器S3C2410再对采集到的视频数据进行H.264压缩，最后通过网络通讯程序把压缩后的视频数据发送出去，远程端主机收到后可解压显示，同时也可通过网络对系统平台进行远程控制。

3 最小系统设计

嵌入式系统的硬件平台结构主要分为两大部分：一部分为系统的主板，为基于ARM的最小系统，包括ARM CPU、Flash 、SDRAM、串口、键盘等最基本的东西；另一部分为系统的扩展版，提供了用于完成各个不同硬件的功能模块。

3.1 电源电路设计

S3C2410需要3.3V和1.8V两种供电电压，为简化系统电源电路设计，整个系统的输入电压为高质量的5V直流稳压电源。VDD3.3V提供给VDDMOP、VDDIO、VDDADC和VCC引脚，VDD1.8V提供给VDDi、VDDRTC引脚。5V的输入电压到 3.3V和1.8V的电压转换是通过DC-DC转换器完成的。在系统中1.8V电源和后备的电源一起提供RTC所要的电压，当系统工作1.8V电压有效，即使系统掉电，后备电池也可为RTC电路提供所需的电源。电源电路如图2所示。

3.2 时钟电路设计

本系统采用OM[3：2]都接地的方式，即采用外部振荡器提供系统时钟。S3C2410处理器内部带有片上振荡器是双锁相环电路，所以通常外部都接频率比较低的有源晶振或晶体振荡器。此外，S3C2410内部带有实时时钟电路，需要外接32.768kHz的晶体振荡器。本设计使用无源晶体振荡器X2（12MHz）和X3（32.768kHz）作为主振荡器和慢时钟振荡器，振荡器产生的主时钟和慢时钟经过微处理器内部2个锁相环和分频器后，产生系统所需的各种主时钟、外设时钟以及USB器件工作时钟。同时不管使用有源晶振或晶体振荡器，都要考虑晶振的温度稳定性是否满足处理器的要求。时钟电路设计如图3所示。

3.3 复位电路设计

两级非门电路的作用是除去按钮的抖动和对波形整形：nRESET的输出状态与RESET是相反的，作用在低电平复位器件；可以通过对R108和C162参数的调整，可以对复位状态的时间进行调整。复位电路如图4所示。

4 结论

本系统需要实现视频监控的功能，目标系统和宿主机都选择Linux操作系统，目标系统的Linux内核需要做的工作是通过运用硬件的电路把内核里面的代码进行移植修改，这样才能使系统运行，而本系统的硬件电路是基于S3C2410的ARM芯片开发板，有一个“arm”文件夹在内核的arch的目录下，它正好是存放与ARM体系结构相关的代码。而宿主机的Linux操作系统需要做的工作是把交叉编译环境建立好。目标系统除了Linux内核移植，还要在开发板上移植启动代码（即BootLoader），硬件系统需要初始化，同时移植的Linux内核需要加载，也不能缺少文件系统。把前面几项工作完成成功后，就可以在开发平台上进行程序开发，此外，开发板上还要驱动USB摄像头，然后开发板就可以在本系统的应用程序的环境下运行。

参考文献

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[2]冯军，杨永杰.一种无线视频传输系统的实现.[J].现代电子技术，2005.

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