摘要：因为车辆监控范畴关于数据传输的要求越来越高，该文规划了3G车载视频传输模块，给出了体系的硬件和软件规划。硬件部分要点论述了视频收集、3G传输等部分的规划。软件部分介绍了U6100模块的驱动规划，3G网络接入程序规划和视频传输程序规划。最终，经过对RTP数据包的剖析和对客户端视频的调查，证明了本规划取得了很好的作用。
关键词：车载终端;视频传输;3G无线网络;U6100
因为3G无线网络技能和嵌入式技能的不断发展，推动了视频监控范畴的迅速发展，尤其是在轿车监控范畴。3G无线网络覆盖面积广，可灵敏接入，比较之前车载视频监控终端所选用GPRS，CDMA等无线通信技能，传输速度快了许多，可是3G技能在轿车监控范畴的实践运用不行完善。DM365支撑H.264视频编码技能，在网络带宽有限的条件下，确保了视频数据的高质量传输。上海龙尚公司的U6100模块能够集成到任何3G移动设备，而且能够接入到HSDPA、 HSUPA、UMTS等高速网络。所以咱们规划了以TI的DM365为中心，以上海龙尚公司的U6100为传输模块的车载视频传输模块。
1 3G车载视频传输模块的硬件规划
本文规划的视频传输模块是运用在于车载监控设备中，所以咱们在进行方案规划和硬件的挑选时，视频的传输要求是首战之地的。鉴于DM36X系列软硬件兼容性好，Davinci渠道便利算法扩展，故选用TMS320DM365芯片来树立3G车载视频传输体系。
本模块的硬件渠道首要由以下几部分组成，分别是视频收集和处理部分，本地存储与显现部分，3G视频传输部分，电源部分。车载终端视频传输模块硬件结构图如图1所示。
1.1 视频收集和处理部分
视频收集部分由一个PAI/NTSC制式的云台摄像头和一个视频编解码芯片TVP5151组成。云台摄像头需求用RS485来操控，因为DM365上的只要两个串行接口(UART)，且都现已被占用(一个用来衔接串口调试，一个衔接GPS模块)。所以咱们运用USB HUB里剩余的一个USB口，进行二级转化，先用LP2303转化成232，在用MAX485转化成485用于云台的操控。
TVP5151和处理器是用I2C总线进行对接的，将输入的模拟信号转化成数字信号。
视频处理部分则选用TI的DM365高清视频处理器。DM365支撑H.264视频编码技能，在用3G无线网络传输的条件下，确保能够进行高质量视频数据的传输。
1.2 本地存储和显现部分
DM365供应了专门的外部存储器接口，包含一个Flash接口和一个SDRAM接口，能够衔接外部存储器。在这个车载终端的规划中咱们选用三星公司的1GB容量、8位数据线的K9F 8G08UOB的NAND Flash芯片和128MB容量、16位数据线的K4T1G164QE的DDR SDRAM芯片。
为了车载终端的操作的愈加人性化，显现部分咱们选用的是台湾晶采光电公司的一款5.7英寸的TFT-LCD触摸屏面板。该面板具有640X480的高分辨率。它支撑I2C总线或SPI总线，考虑到上层驱动的实践情况，运用的是I2C总线和主芯片进行衔接。
1.3 3G视频传输部分
3G传输部分选用的是U6100模块。他在3G网络渠道下上行和下行的最传输速率均能到达384Kbps，契合车载传输模块的规划要求。3G传输部分的电路规划如图2所示。
U6100的供电要求是3.6～4.2 V，咱们用3.8 V给其供电。U6100供应6条SIM卡接口衔接SIM卡，兼容现在各种3G格局。U6100供应规范的RS232接口USB_DM和USB_DP，能够直接和用户的CPU相连。因为本规划需求4个USB口，咱们用一款USB扩展芯片把DM365仅有一个USB口扩展成4个，并用其间的DP1和DM1来衔接U6100。电源USB VBUS由5 V电源经过滤波后供应。KPD_PWR_N是U6100的供电开关，其拉低时有用，咱们直接经过一个0欧姆电阻接地，这样U6100敞开时默许处在作业形式。EXT_RET_IN是U6100的复位信号，其拉低时进行复位，咱们这儿经过DM365的GPIO口来进行操控。
2 车载视频传输模块的软件规划
视频传输模块的软件规划部分首要分为驱动的规划和运用程序的规划。我这儿首要讲了包含U6100模块的驱动规划，3G网络接入程序规划和视频传输程序规划。因为Linux 2.6.18的体系比较于其他版别具有更好的开放性、安全性和可移植性，所以本体系的悉数软件开发是在该渠道进行的。
2.1 U6100模块的驱动规划
驱动模块的加载分静态和动态两种。本体系选用的是动态加载方法。U6100模块的加载进程如下：1)首先要承认编译驱动和编译内核的穿插编译东西是同一个 (本体系用的是arm_v5t_le_gcc);2)对驱动的Makefile文件进行修正，增加内核源码目录和编译东西，进行make编译后，生成.ko文件;3)将生成的.ko文件拷到车载终端的/module/下面;4)用insmod指令进行模块的加载，在目录/dev/tts下会生成3个设备节点USB1-USB3;至此，3G无线模块加载成功。
2.2 3G网络接入程序规划
3G无线模块加载成功后，就要接入网络，车载设备经过拨号的方法衔接至网络，最常用的是运用PPP(点对点协议)协议。PPP协议的拨号首要分为3个阶段，完结今后，一条完好的PPP链路就树立起来了。经过如图3所示。
尽管U6100模块对电信的CDMA2000和联通的WCDMA都支撑，相对来说，联通的WCDMA网络愈加安稳和快速，所以咱们选用联通的WCDMA网络。在LINUX中，与WCDMA入网有关的程序为pppd和chat。pppd程序担任3G模块的初始化和入网拨号。在初始化部分调用chat程序进行 AT指令的发送，首要交互拨号参数和拨号的用户信息的设置，然后pppd程序进行入网拨号。U6100拨号接入网络的详细流程如下：1)编写pppd拨号脚本wcdma3、会话树立和断开的调用脚本chat—wcdma—connect和chat—wcdma—disconnect文件;2)增加内核选项，编译支撑PPP协议的内核;3)把编译好的进行pppd文件和chat文件的移植到车载终端的文件体系的/etc/ppp/peers下;4)在终端输入拨号指令pppd callwcdma3进行衔接;5)用ifconfig查询，呈现呈现一个网络接口ppp0的打印音讯，标明现已成功衔接到WCDMA3G网络。
2.3 视频传输程序规划
车载视频传输体系对视频传输的时延和丢包率要求比较高，RTP/RTCP是实时视频传输进程中一种比较好的解决方案，它具有开源代码的RTP库，因而本体系选用实时传输协议RTP和实时传输操控协议RTCP合作运用来进行3G传输。
RTP数据包的发送流程如图4(a)所示。先把从缓存中读取的H.264视频流打包成一个一个RTP数据包，顺次发送给服务器。RIP荷载的单元类型结构有单NAL单元包、聚合包和分片单元3种。在这儿为了防止视频数据在网络层被切割，咱们选用的是单NAL包和分片包形式，将1个NAL单元设为1K字节。假如小于1K字节，直接封装成一个RTP包发送。假如数据单元的长度较长超越1K字节，则作为FU—A包发送，需求切割成若干个小于1K字节的NAL包，包含首片包、中心包和尾片包三类。然后依照RTP数据包的格局封装上RTP报头，再经过U6100模块发送至3G网络。对应的RTP包接纳流程如图 4(b)所示。
3 测验作用
在树立好的车载终端环境下进行3G视频传输，并用Wireshake软件进行RTP数据包剖析试验。如图5所示，其间黑色暗影的是抓到的第847个RTP包，它从3G网络的地址10.13.1 4.77传送到咱们的设备服务器101.69.255.130。看到悉数RTP包的巨细都不超越设置的包的最大值1040。经过屡次测验，丢包率在4%以内，契合的要求。在客户端看到的视频也十分的明晰，视频流通度也很好，无线传输速率能到达25帧/s，如图6所示。
4 定论
文中规划的3G车载视频传输模块是车载监控体系的重要部分，经过3G网络传输的视频画面明晰，有利于长途监控中心对车辆进行实时的监控和调度，契合现在车载传输的要求。
