0 引 言
传统的视频监控体系首要以模拟信号监控体系和依据插卡的数字监控体系为主。其间模拟信号监控体系布线工程量大，要消耗很多的存储介质，查询取证也非常繁琐；依据插卡的数字监控体系是由1台PC机加图画收集卡完结的，体系的本钱高，并且PC机需求有人值守，无法在恶劣环境下运用。在视频监控范畴中，怎么使信息传输得更快，更安稳，间隔更远，体系的本钱、体积、功耗更低一级问题是摆在当时技能研制人员面前的首要问题。
在此提出一种依据嵌入式Windows CE5．O的无线视频监控体系。处理了传统视频监控体系本钱高、体积大、传输间隔有限、功耗大、装置不方便等问题。该体系的规划将为无线视频监控供给一种新的思路、办法和技能道路；在安防、长途教育、长途视频会议、医疗体系等无线视频范畴具有宽广的运用远景。
l 体系的全体硬件框图介绍
依据嵌入式WinCE5．0的无线监控体系的硬件体系首要由嵌入式终端和服务器端的PC机组成。嵌入式终端渠道的微处理器挑选的是依据ARM9T20内核的S3C2440，S3C2440有丰厚的接口，其间摄像头接口与CMOS的摄像头相连，串口与GPRS发射模块相连；服务器端首要是1台PC机和GPRS接纳模块。整个框图如1所示。
体系首要经过S3C2440微处理器操控CMOS摄像头收集图画数据，经过紧缩编码后，再经过GPRS无线发射模块将紧缩后的数据发射出去，在服务器端的PC机经过GPRS接纳模块接纳数据，并经过相应的运用程序，对视频数据进行解码，并经过屏幕显现出来。其间包含有S3C2440微处理器的嵌入式终端渠道的中心操控板如图2所示。
2 体系的扩展接口规划
2．1 摄像头接口规划
摄像头顶用的图画收集芯片为OV9650图画传感器，该图画传感器具有10位的数据接口和规范的SCCB接口，选用CSP一28封装，体积小。
该芯片支撑RGB（4：2：2），YUV（4：2：2），YCrCb（4：2：2）三种数据输出格局，内置138个设备操控寄存器，地址别离从Ox00～Ox8A，经过SCCB接口能够方便地设置传感器视窗巨细、增益、白平衡校对、曝光操控、饱和度、色彩等参数。包含有图画传感器OV9650摄像头模块如图3所示。
S3C2440有一个专用的摄像头接口，CPU能够直接和CMOS图画传感器衔接，当0V9650输出数据格局为8位的YUV时，要用到数据线D2～D9（D9为MSB位，D2为LSB位）；当输出的数据格局为10位RGB，用数据线D0～D9（D9为MSB位，D0为LSB位），该体系用YUV格局。该摄像头模块与S3C2440的Camera接口衔接，其电路图别离如图4～图6所示。
其间用到了TI公司的电平转化芯片74LVC4245，是一种双电源的电平移位器，电平移位在其内部进行。5 V端用5 V电源作为VDD_CAM，而3．3 V端则用3．3 V作为VCC33。双电源能确保两头端口的输出摆幅都能到达满电源幅值。
2．2 GPRS模块的接口规划
S3C2440有3个UART通道，运用其间一个通道规划串口，使其与GPRS模块衔接，因为S3C2440自带的UART操控器，使得硬件开发和软件规划都比较简单。但RS 232规范所界说的高、低电平信号，与一般的微操控器体系的电路所界说的高、低电平信号彻底不同，如S3C2440体系的规范逻辑“1”对应电平2～3 V，规范逻辑“O”对应0～4 V电平。明显，与RS 232规范所述的电平信号彻底不同。两者之间要进行通讯，有必要经过信号电平的转化，现在常运用的电平转化芯片有MAX232，MAX3221和MAX324．3，详细规划电路如图7和图8所示。
3 操作体系渠道的定制
Windows CE是高度模块化的嵌入式操作体系，正因为如此，用户为了满意特定的要求而对操作体系进行定制，假如为自己的嵌入式设备定制Windows CE操作体系，则须进行创立、构建、运转和发布OS等一系列操作。在无线视频监控体系中，依据功用要求，运用Platform Builder5．0定制体系的流程如下：
（1）导入BSP开发包。因为用的是三星公司的依据ARM920T核的S3C2440，所以在BSP包中找到SMDK2440文件下的SMDK2440．CEC文件将其导入。翻开“Platform Builder5．0”，挑选“File”菜单下的 “Manage Catalog Features”，如图9所示。在弹出的对 话框中单击“Import”，阅读到SMDK2440文件下的 smdk2440．cec文件，将其导入。
（2）创立项目。依据WinCE无线监控体系的要求，在定制体系的进程中挑选适宜的组件来完成。其间包含的组件有：支撑运用程序开发的MFC组件和支撑网络的相关组件等。
（3）编译项目：点击菜单“Build OS”→“Sysgen”开端编译项目。
（4）下载运转时映像，调试成功后发动。编译成功后会在目WinCES00PBWorkspacestestlRelDirsmdk2 440_ARMV4I_Release下生成nk．bin和nk．nb0等文件，将nk．nb0下载到硬件渠道上运转。
4 驱动程序的开发
4．1 摄像头驱动的开发
摄像头驱动开发是规划中的一个难点，也是一个要害部分。因为摄像头收集的视频数据能够当作数据流来处理，所以关于摄像头的驱动将选用流式接口的办法来开发。
（1）在Platform Builder中翻开前面定制的操作体系工程，然后在新建一个WIN32 DLL项目，增加2个C++的源文件，即：camera．cpp和IIc．cpp，其间camer—a．cpp包含驱动的进口函数DLLMain（）；驱动的前缀为“CIS”，IIc．cpp包含经过ICC接口对摄像头相关寄存器进行装备的函数。
（2）依据前面的硬件电路和OV9650芯片的作业时序，经过编写流接口的CIS_Init函数完成OV9650初始化。首要包含以下3步：调用InterrupTIniTIalize（SYSINTR_CAM，CameraEvent，NULL，0）函数告诉体系注册中止；调用CreateEvent（）函数创立一个CameraEvent事情；调用CreateThread（）函数创立CameraThread线程。在Camera Capture Thread服务函数中调用WaitForSingleObject（CameraEvent，Dis—play TIme）函数等候Camera Event事情的产生。此事情由与其相关的SYSINTR_CAM中止来触发。此外还有其它流接口函数（CIS_IOControl等）也能够以相似的办法完成。
（3）编写DLL的导出函数界说文件．DEF。．DEF文件界说了DLL的导出函数类表。．DEF文件能够就用一般的记事本修改，保存时后缀名改为．DEF即可，关于本摄像头驱动的．DEF文件内容如下：
（4）为驱动程序装备注册表。在platform．reg中增加以下注册项即可：
在摄像头驱动开发完结后，经过编写运用程序在嵌入式终端的触摸屏上显现出来，如图10所示。首要经过CreateWindow这个API函数创立一个用来显现图画的窗体，然后创立回调函数CaptureThreadProc的线程，在回调函数中依据不同的操作向操作体系发送不同的音讯值，处理图画的读取、显现等。测验成果如图11所示。
4．2 串口驱动开发
在Windows CE中串口的驱动完成是有固定模型的，依据流驱动模型，选用分层结构。串口驱动的开发的进程和上面摄像头驱动开发的进程相同，要害是完成流接口函数，因为这儿选用了分层的结构，MDD层的代码能够参阅微软供给的源代码在％WINCEROOT％＼PUBUC＼COMMON＼OAK＼DRIVERS＼SERIAL＼COMMDD2目录下，PDD层中的代码是与硬件相关的代码，需求针对不同的设备来编写。MDD层中的代码调用PDD层中的代码来完成详细的硬件操作。串口驱动的结构如图12所示。
5 PC机端监控中心程序的开发
监控中心是无线视频监控体系的中心部分，它担任办理整个体系并显现监控的图画。在该论文中，监控中心的运用程序完成了实时监控、守时录像、抓拍等功用。在体系中监控程序的开发，一起运用了C#言语和WIN32 API，运用C#言语依据事情的编程办法，规划了程序图形界面，运用VFW接口中的API函数依据音讯机制规划了底层图画数据的读取和显现。该体系中API函数首要来自于VFW软件工具包。VFW（Video forWindows）供给了一系列运用程序编程接口（API），用户能够经过它们很方便地完成视频捕获、视频修改及视频播映等通用功用，还可运用回调函数开发更杂乱的视频运用程序。其特色是播映视频时，不需求专用的硬件设备，并且运用灵敏，能够满意视频运用程序开发的需求。监控中心的程序调试运转作用如图13所示。
6 视频紧缩编码和传输理论研讨
6．1 视频紧缩编码研讨
图画和视频包含巨大数量的信息，其传输和存储需求很宽的带宽，多媒体视频数据在无线传输之前，有必要进行紧缩。常用的数字紧缩技能首要包含用于会议电视体系的H．261紧缩编码，用于计算机静止图画紧缩的JPEG和用于活动图画紧缩的MPEG数字紧缩技能和近年来比较热门的H．263和H．264紧缩编码技能。MPEG一4选用新一代视频编码技能，它在视频编码开展史上第一次把编码目标从图画帧拓宽到具有实际意义的恣意形状视频目标，然后完成了从依据像素的传统编码向依据目标和内容的现代编码的改变，因此引领着新一代智能图画编码的开展潮流。
因为MPEG一4紧缩编码体系比较杂乱，在论文中将要点对MPEG一4紧缩编码技能进行研讨，剖析其在PC机上的紧缩编码的源码，为今后在ARM等嵌入式设备上的移植奠定根底。对一帧图画进行MlPEG一4编码的流程如图14所示。
编译开源的MPEG一4 XVID模型的源代码，将生成一个xvidcore．dIl文件，在运用程序开发中调用库中的相关函数，程序履行进程如图15所示。其间程序在PC机上测验，先从摄像头中读取视频数据，再进行MPEG一4编码。
6．2 无线传输研讨
GPRS选用依据分组传输形式的无线IP技能，以一种有用的办法高速传送数据，支撑Internet上运用最广泛的IP协议和X．25协议，传输速率最高达117 KB／s，所以视频数据经过MPEG一4紧缩后，彻底能够经过GPRS模块进行传输。在此传输进程中通讯的衔接树立、数据传输等操作都是经过TCP／IP网络的API，Socket接口完成。整个无线传输作用如图16所示。
7 结 语
依据Windows CE5．0的无线监控体系触及到了计算机编程技能、嵌入式技能、视频编码、无线传输等多方面的常识，在此课题中完结了很多的作业，测验成果到达了该论文预期的意图。嵌入式终端渠道具有体积小、功耗低、运转速度快、收集的图画明晰等特色，在监控中心程序的规划也具有友爱的人机交互界面，完成了守时监控、录像、摄影等功用。视频紧缩与无线传输方面从理论上研讨办法的可行性，提出详细的处理办法，这为今后进一步完善体系奠定了坚实的根底。
