黃河清

摘要：根據(jù)當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)的缺陷提出一種多媒體遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)，并就其中的核心設(shè)備一智能監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。硬件系統(tǒng)架構(gòu)采用Davinci芯片，對(duì)各外圍芯片的配置及作用進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)設(shè)備軟件系統(tǒng)的啟動(dòng)配置流程及模塊進(jìn)程劃分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控；視頻；Davinci

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，安全與監(jiān)控的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長(zhǎng)。目前的監(jiān)控技術(shù)手段多樣，但大部分集中于模擬方式，如紅外、煙霧、溫度感應(yīng)監(jiān)控，這些手段只能產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單聲光報(bào)警。另外模擬音視頻監(jiān)控裝置需要復(fù)雜布線，并且設(shè)備種類(lèi)多、總體成本高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的音視頻通信，缺乏智能化監(jiān)控機(jī)制。

在現(xiàn)實(shí)的安全監(jiān)控應(yīng)用中，當(dāng)前的模擬或數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)暴露出功能單一，離散度高，信息交互困難，大部分局限于現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，而缺乏遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)。而隨著監(jiān)控、溝通需求層次的提高，當(dāng)前的各種監(jiān)控手段無(wú)法滿足人們的多模式、智能化、可遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)的監(jiān)控并集成多媒體通信的新需求。

本項(xiàng)目構(gòu)造一種多媒體遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)，目的在于為小區(qū)、企業(yè)、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)關(guān)等單位和重要場(chǎng)所提供智能化、多模式的統(tǒng)一管理、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、音視頻多媒體信息交互等集高端安全監(jiān)控、通信及娛樂(lè)于一體的統(tǒng)一平臺(tái)。本系統(tǒng)的部署可極大提升整區(qū)監(jiān)控能力、管理服務(wù)水平，并具有各項(xiàng)費(fèi)用(如水、電、氣)代收及廣告推送等增值服務(wù)功能。

系統(tǒng)架構(gòu)

多媒體遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)包括多個(gè)智能監(jiān)控終端設(shè)備、1個(gè)多媒體服務(wù)后臺(tái)，以及配合交互的第三方資源，如移動(dòng)手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、公共安全平臺(tái)以及sP平臺(tái)。

該多媒體遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)配置圖如圖1所示。

智能監(jiān)控終端：實(shí)現(xiàn)管理、接收現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)到用戶手機(jī)，同時(shí)保存、發(fā)送報(bào)警信息到多媒體服務(wù)后臺(tái)通知小區(qū)值班人員；反之，接收用戶遠(yuǎn)程命令及服務(wù)后臺(tái)的參數(shù)下發(fā)，調(diào)整設(shè)備工作于正確的模式下面：另外，智能監(jiān)控終端之間及與服務(wù)后臺(tái)之間可以實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)對(duì)點(diǎn)音視頻通信。

多媒體服務(wù)后臺(tái)：接收智能監(jiān)控終端的報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)內(nèi)所有智能監(jiān)控終端的管理、地址映射參數(shù)下發(fā)及軟件在線升級(jí)服務(wù)，同時(shí)提供多媒體娛樂(lè)信息點(diǎn)播及公告通知、廣告信息的廣播推送：必要時(shí)，可以根據(jù)預(yù)

置的地址信息把報(bào)警信息聯(lián)動(dòng)到公共安全平臺(tái)(如110、119)。

第三方資源：接收遠(yuǎn)程報(bào)警聯(lián)動(dòng)信息，用戶移動(dòng)手機(jī)還可對(duì)智能監(jiān)控終端進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。

在以上各組成部分中，系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備為多媒體服務(wù)后臺(tái)和智能監(jiān)控終端。多媒體服務(wù)后臺(tái)采用PC機(jī)部署，軟件采用c／s模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，描述語(yǔ)言采用Delphi。智能監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分、本項(xiàng)目采用Davinci平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，下面對(duì)該部分進(jìn)行詳細(xì)描述。

硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

德州儀器(TI)公司針對(duì)視頻應(yīng)用領(lǐng)域推出達(dá)芬奇(Davinci)數(shù)字視頻技術(shù)平臺(tái)，這是針對(duì)數(shù)字視頻優(yōu)化的基于DSP的系統(tǒng)解決方案，由4個(gè)基本單元組成：處理器、軟件、開(kāi)發(fā)工具套件和支持(見(jiàn)圖2)。

根據(jù)Davinci體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)備的功能需求，對(duì)智能監(jiān)控終端的視頻處理模塊硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集、編碼和傳輸，并且能夠承載操作系統(tǒng)，能通過(guò)遠(yuǎn)程操作實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制操作。該視頻處理模塊硬件平臺(tái)主要由Davinci DM6446主處理器、DDR2內(nèi)存、NAND Flash、EEPROM、UART接口、以太網(wǎng)接口、視頻輸入輸出接口、電源系統(tǒng)和一些連接器、測(cè)試點(diǎn)組成(見(jiàn)圖3)。

DDR2采用兩片Micron公司的MT47H64M16BT型DDR2內(nèi)存，用于存儲(chǔ)臨時(shí)中間數(shù)據(jù)或者實(shí)時(shí)視頻信號(hào)數(shù)據(jù)。NAND FLASH采用Samsung公司K9K1208，用于存儲(chǔ)UBOOT代碼、內(nèi)核代碼和根文件系統(tǒng)。EEPROM采用Catalyst公司CAT24WC256，由I²C總線控制，遵循I²C總線協(xié)議，可用于存儲(chǔ)必要信息，如IP地址等。

硬件接口方面設(shè)置兩個(gè)串口，一個(gè)RS-232串口，用于調(diào)試使用，一個(gè)RS485串口，用于控制接口預(yù)留。使用MAX3221實(shí)現(xiàn)RS-232串口，完成收發(fā)電平3V到5.5v轉(zhuǎn)換。使用MAX3485實(shí)現(xiàn)RS485串口。由于DaVinciDM6446的UART接口電壓為1.8V，所以使用SN74AVC2T45DCTR完成電壓1.8v到3.3v的轉(zhuǎn)換。

視頻解碼模塊采用TI公司TVP5 146實(shí)現(xiàn)，將模擬視頻信號(hào)(cvbs)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)YCbCrY[9:2]，由于TVPS146電平與達(dá)芬奇芯片電平不兼容，所以中間需加入一片SN74AVCB164245VR電平轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)1.8V與3.3V電平的互轉(zhuǎn)。

利用I²c總線連接3個(gè)模塊，分別實(shí)現(xiàn)LED控制、EEPROM控制和TVPSl46模塊的控制。利用TPS54310芯片將5V輸入電壓轉(zhuǎn)換輸出3.3V、1.8v和1.2V的內(nèi)核及外圍工作電壓，為了保證電源的穩(wěn)定性，使用TPS3808G09DBVR進(jìn)行電源監(jiān)控。

視頻處理軟件

軟件系統(tǒng)運(yùn)行在基于DaVinci處理器平臺(tái)的視頻監(jiān)控終端硬件之上，該平臺(tái)的處理器由主頻300MHz的ARM9核和600MHz的c64xx DSP核共同組成，操作系統(tǒng)采用MontaVista LinuxforDaVinci，內(nèi)核為2.6.10，系統(tǒng)版本為

4.0。

系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)主要包括兩大類(lèi)，一是來(lái)自于終端設(shè)備CCD所獲得的原始視頻數(shù)據(jù)流以及來(lái)自網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)壓縮的視頻數(shù)據(jù)流，另外就是來(lái)自多媒體服務(wù)平臺(tái)及移動(dòng)手機(jī)的控制指令。

軟件系統(tǒng)需要完成終端設(shè)備及外圍監(jiān)控器件的控制及視頻流的收發(fā)與壓縮處理，同時(shí)也要維護(hù)管理設(shè)備的必要工作信息。設(shè)備啟動(dòng)后完成與服務(wù)平臺(tái)的控制信息交互并調(diào)用預(yù)先保存的工作參數(shù)進(jìn)行工作。

設(shè)備維護(hù)管理在與服務(wù)平臺(tái)軟件的交互過(guò)程使用UDP協(xié)議進(jìn)行廣播，服務(wù)平臺(tái)軟件UDP廣播使用預(yù)定的目的端口地址，其余的的配置管理交互過(guò)程使用預(yù)定的控制端口號(hào)進(jìn)行TCP協(xié)議通信。視頻數(shù)據(jù)服務(wù)使用UDP協(xié)議進(jìn)行目的端口為設(shè)定數(shù)據(jù)端口號(hào)的視頻數(shù)據(jù)流輸出。

根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，本軟件系統(tǒng)的基本模塊可劃分為如下三部分(圖41。

·模塊A一視頻數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程：向指定目的IP地址發(fā)送經(jīng)編碼后的視頻數(shù)據(jù)流；向指定端口地址發(fā)送編碼后的視頻數(shù)據(jù)流；維護(hù)控制輸入視頻數(shù)據(jù)流；編碼輸入視頻數(shù)據(jù)流：接收來(lái)自于服務(wù)平臺(tái)及遠(yuǎn)程移動(dòng)手機(jī)下發(fā)的控制指令：維護(hù)控制視頻編碼工作參數(shù)。

·模塊B－設(shè)備維護(hù)管理進(jìn)程：完成同服務(wù)平臺(tái)軟件的設(shè)備信息交互：接收控制管理指令并發(fā)往各個(gè)目的模塊；回復(fù)查詢指令；維護(hù)系統(tǒng)工作參數(shù)。

·模塊c－外圍監(jiān)控設(shè)備控制管理進(jìn)程：接收來(lái)自服務(wù)平臺(tái)及移動(dòng)手機(jī)的配置指令；使用串口服務(wù)向外圍監(jiān)控設(shè)備發(fā)送控制指令從而控制外圍監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

以上各個(gè)模塊功能的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于操作系統(tǒng)、算法庫(kù)以及DSP編解碼引擎的支持，同時(shí)也需要串口驅(qū)動(dòng)、以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)、視頻輸入驅(qū)動(dòng)以及系統(tǒng)內(nèi)存管理模塊的協(xié)同配合。

結(jié)語(yǔ)

多媒體遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的客戶對(duì)象是以小區(qū)為單位的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商或集團(tuán)客戶，所以在傳輸部分還必須考慮信號(hào)衰減問(wèn)題，可在長(zhǎng)距離路徑中部署光纖傳輸媒介。該項(xiàng)目的應(yīng)用范圍極具擴(kuò)張性、可以使用于銀行、大型商務(wù)樓、政府公共部門(mén)等，在終端設(shè)備核心技術(shù)基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行相應(yīng)的功能裁剪、擴(kuò)展后應(yīng)用于汽車(chē)防盜等其他安全領(lǐng)域。