基于GPRS的ARM7嵌入式單片機(jī)視頻報(bào)警系統(tǒng)
利用以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為中心的小型嵌入式設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)有效傳輸數(shù)據(jù)，已成為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。由于嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)集單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)為一體，因此嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于那些對實(shí)時(shí)性、高速性和智能性要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域。目前計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)多為CCD攝像頭+視頻卡+計(jì)算機(jī)的工作模式，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、體積龐大，受計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的限制，圖像處理實(shí)時(shí)性差。針對傳統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)的缺陷，本文討論了基于ARM7S3C44BOX系列32位單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)在圖像采集中的應(yīng)用。
1 嵌入式影像系統(tǒng)對圖像的處理
1．1 ARM7體系結(jié)構(gòu)
ARM處理器是高性能、低功耗嵌入式微處理器，是目前32位、64位嵌人式處理器中應(yīng)用最廣泛的系列器件。ARM7處理器是ARM處理器系列成員之一，是目前應(yīng)用廣泛的32位高性能嵌入式RISC處理器。ARM7處理器具有高性能的32位ARM指令集和高代碼密度的16位THUMB指令集。 ARM7由處理器核、用于邊界掃描的TAP控制器和在線仿真器(ICEBreaker)組成。雙向數(shù)據(jù)總線D[31：1]為了與各種外部存儲器兼容，分割成單向輸入和輸出總線。其處理器部件及其主要信號路徑如圖l所示。
1．2 視頻報(bào)警系統(tǒng)組成和工作原理
該視頻報(bào)警系統(tǒng)主要包括圖像采集、圖像信息處理、數(shù)據(jù)通信、報(bào)警等4個(gè)模塊。其組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2中，無線攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)捕獲現(xiàn)場視頻圖像，通過無線發(fā)射裝置遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將視頻信息發(fā)送至報(bào)警主機(jī)，在主機(jī)處完成視頻圖像的模數(shù)轉(zhuǎn)換、視頻壓縮和視頻傳輸。無線報(bào)警傳感器用于接收報(bào)警信息，然后通過無線射頻發(fā)射器并遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將本設(shè)備的標(biāo)識碼發(fā)送給報(bào)警主機(jī)。嵌入式報(bào)警主機(jī)ARM7S3C44BOX是整個(gè)系統(tǒng)的核心元件，它通過無線射頻接收器及時(shí)獲取報(bào)警信息或報(bào)警視頻的現(xiàn)場圖像，并完成圖像信息的A／D轉(zhuǎn)換、編碼、壓縮和傳輸，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)遵循GPRS無線傳輸協(xié)議將報(bào)警信息或現(xiàn)場圖像發(fā)送給合法用戶的無線終端。同時(shí)接收無線終端的請求和配置信息。該無線終端可以是手機(jī)，可通過彩信方式接收報(bào)警信息，也還可用于顯示裝置接收報(bào)警視頻。
1．3 系統(tǒng)的技術(shù)分析
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)所包含的核心技術(shù)歸納為以下3個(gè)方面：數(shù)字視頻編碼壓縮技術(shù)、高效大容量存儲技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
1)數(shù)字視頻編碼壓縮技術(shù)目前的數(shù)字視頻編碼壓縮技術(shù)主要有：MPEG-1，MPEG-2，H263，MPEG-4，Wavelet，JPEG等，本系統(tǒng)采用MPEG-4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)支持MPEG-1，MPEG-2中的大多數(shù)功能，可提供不同的視頻標(biāo)準(zhǔn)源格式、碼率、幀頻下矩形圖像，而且支持較低的空間分辨率(低于352x288像素)和較低的幀頻(低于15Hz)。MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的編碼是基于對象的，便于操作和控制對象。
