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作者：黃河清 重慶渝高教育信息中心 時間：2009-10-12 來源:電子產(chǎn)品世界 引言 隨著社會的發(fā)展與技術(shù)的進步，安全與監(jiān)控的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長。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)場簡單聲光報警。另外模擬音視頻監(jiān)控裝置需要復(fù)雜布線，并且設(shè)備種類多、總體成本高，無法實現(xiàn)任意點對點的音視頻通信，缺乏智能化監(jiān)控機制。 在現(xiàn)實的安全監(jiān)控應(yīng)用中，當前的模擬或數(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)場報警，而缺乏遠程聯(lián)動。而隨著監(jiān)控、溝通需求層次的提高，當前的各種監(jiān)控手段無法滿足人們的多模式、智能化、可遠程聯(lián)動的監(jiān)控并集成多媒體通信的新需求。 本項目構(gòu)造一種多媒體遠程聯(lián)動智能監(jiān)控系統(tǒng)，目的在于為小區(qū)、企業(yè)、倉庫、機關(guān)等單位和重要場所提供智能化、多模式的統(tǒng)一管理、報警聯(lián)動、遠程控制、音視頻多媒體信息交互等集高端安全監(jiān)控、通信及娛樂于一體的統(tǒng)一平臺。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，并具有各項費用(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) 多媒體遠程聯(lián)動智能監(jiān)控系統(tǒng)包括多個智能監(jiān)控終端設(shè)備、1個多媒體服務(wù)后臺，以及配合交互的第三方資源，如移動手機、互聯(lián)網(wǎng)、公共安全平臺以及SP平臺。 該多媒體遠程聯(lián)動智能監(jiān)控系統(tǒng)配置圖如圖1所示。 
智能監(jiān)控終端：實現(xiàn)管理、接收現(xiàn)場報警信號，并通過GSM移動網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動到用戶手機，同時保存、發(fā)送報警信息到多媒體服務(wù)后臺通知小區(qū)值班人員;反之，接收用戶遠程命令及服務(wù)后臺的參數(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)后臺之間可以實現(xiàn)任意點對點音視頻通信。 多媒體服務(wù)后臺：接收智能監(jiān)控終端的報警信號，實現(xiàn)對小區(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)及軟件在線升級服務(wù)，同時提供多媒體娛樂信息點播及公告通知、廣告信息的廣播推送;必要時，可以根據(jù)預(yù)置的地址信息把報警信息聯(lián)動到公共安全平臺(如110、119)。 第三方資源：接收遠程報警聯(lián)動信息，用戶移動手機還可對智能監(jiān)控終端進行遠程設(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)后臺和智能監(jiān)控終端。多媒體服務(wù)后臺采用PC機部署，軟件采用C/S模式進行設(shè)計，描述語言采用Delphi。智能監(jiān)控終端的設(shè)計與實現(xiàn)是整個系統(tǒng)的核心部分，本項目采用Davinci平臺進行設(shè)計與實現(xiàn)，下面對該部分進行詳細描述。 硬件平臺設(shè)計 德州儀器(TI)公司針對視頻應(yīng)用領(lǐng)域推出達芬奇(Davinci)數(shù)字視頻技術(shù)平臺，這是針對數(shù)字視頻優(yōu)化的基于DSP的系統(tǒng)解決方案，由4個基本單元組成：處理器、軟件、開發(fā)工具套件和支持(見圖2)。
根據(jù)Davinci體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)備的功能需求，對智能監(jiān)控終端的視頻處理模塊硬件系統(tǒng)設(shè)計目標是實現(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)，能通過遠程操作實現(xiàn)對設(shè)備的控制操作。該視頻處理模塊硬件平臺主要由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、測試點組成(見圖3)。
DDR2采用兩片Micron公司的MT47H64M16BT型DDR2內(nèi)存，用于存儲臨時中間數(shù)據(jù)或者實時視頻信號數(shù)據(jù)。NAND FLASH采用Samsung公司K9K1208，用于存儲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，可用于存儲必要信息，如IP地址等。 硬件接口方面設(shè)置兩個串口，一個RS-232串口，用于調(diào)試使用，一個RS485串口，用于控制接口預(yù)留。使用MAX3221實現(xiàn)RS-232 串口，完成收發(fā)電平3V到5.5V轉(zhuǎn)換。使用MAX3485實現(xiàn)RS485串口。由于DaVinci DM6446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TVP5146實現(xiàn)，將模擬視頻信號(cvbs)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號YCbCr Y[9:2]，由于TVP5146電平與達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，實現(xiàn)1.8V與3.3V電平的互轉(zhuǎn)。 利用I2C總線連接3個模塊，分別實現(xiàn)LED控制、EEPROM控制和TVP5146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進行電源監(jiān)控。 視頻處理軟件 軟件系統(tǒng)運行在基于DaVinci處理器平臺的視頻監(jiān)控終端硬件之上，該平臺的處理器由主頻300MHz的ARM9核和600MHz的c64xx DSP核共同組成，操作系統(tǒng)采用MontaVista Linux for DaVinci，內(nèi)核為2.6.10，系統(tǒng)版本為4.0。 系統(tǒng)的輸入輸出信號主要包括兩大類，一是來自于終端設(shè)備CCD所獲得的原始視頻數(shù)據(jù)流以及來自網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)流，另外就是來自多媒體服務(wù)平臺及移動手機的控制指令。 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，同時也要維護管理設(shè)備的必要工作信息。設(shè)備啟動后完成與服務(wù)平臺的控制信息交互并調(diào)用預(yù)先保存的工作參數(shù)進行工作。 設(shè)備維護管理在與服務(wù)平臺軟件的交互過程使用UDP協(xié)議進行廣播，服務(wù)平臺軟件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程使用預(yù)定的控制端口號進行TCP協(xié)議通信。視頻數(shù)據(jù)服務(wù)使用UDP協(xié)議進行目的端口為設(shè)定數(shù)據(jù)端口號的視頻數(shù)據(jù)流輸出。 根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計，本軟件系統(tǒng)的基本模塊可劃分為如下三部分(圖4)。
●模塊A—視頻數(shù)據(jù)服務(wù)進程：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;接收來自于服務(wù)平臺及遠程移動手機下發(fā)的控制指令;維護控制視頻編碼工作參數(shù)。 ●模塊B—設(shè)備維護管理進程：完成同服務(wù)平臺軟件的設(shè)備信息交互;接收控制管理指令并發(fā)往各個目的模塊;回復(fù)查詢指令;維護系統(tǒng)工作參數(shù)。 ●模塊C—外圍監(jiān)控設(shè)備控制管理進程：接收來自服務(wù)平臺及移動手機的配置指令;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)備的運行狀態(tài)。 以上各個模塊功能的實現(xiàn)依賴于操作系統(tǒng)、算法庫以及DSP編解碼引擎的支持，同時也需要串口驅(qū)動、以太網(wǎng)驅(qū)動、視頻輸入驅(qū)動以及系統(tǒng)內(nèi)存管理模塊的協(xié)同配合。 結(jié)語 多媒體遠程聯(lián)動智能監(jiān)控系統(tǒng)的客戶對象是以小區(qū)為單位的房地產(chǎn)開發(fā)商或集團客戶，所以在傳輸部分還必須考慮信號衰減問題，可在長距離路徑中部署光纖傳輸媒介。該項目的應(yīng)用范圍極具擴張性，可以使用于銀行、大型商務(wù)樓、政府公共部門等，在終端設(shè)備核心技術(shù)基礎(chǔ)上，可以進行相應(yīng)的功能裁剪、擴展后應(yīng)用于汽車防盜等其他安全領(lǐng)域。 參考文獻： [1] 彭富春, 陳火旺. 一種視頻緩沖和調(diào)度策略的研究和實現(xiàn)[J], 計算機應(yīng)用研究, 2001(10) [2] 劉志剛, 鄔春學(xué), 楊春. 基于光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J], 儀器儀表, 2006(6) [3] 劉佛祥. 視頻監(jiān)控在過程控制計算機系統(tǒng)的應(yīng)用[J], 江西冶金, 2003(2) [4] 林蘇斌, 繆希仁. 基于通信控制模塊的小區(qū)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)[J], 低壓電器, 2004(9) [5] 丁銳, 袁譽樂, 趙勇. 基于達芬奇平臺的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J], 微計算機信息, 2007(32) |
