具有远程监控功能的视频服务器设计

3 系统软件设计

整个嵌入式系统的软件部分由4部分组成：Boot-loader代码、Linux操作系统的内核生成和Linux下驱动程序及应用程序的开发、文件系统的生成和配置以及用户应用程序。设备驱动模块向上层软件提供一致的接口，主要包括硬件的初始化、总线内存地址映射、内存分配等，分别被存储在NAND Flash的4个分区模块中。本设计采用的是较节省空间的CRAMFS只读文件系统。

3．1 MPEG-4压缩编码的实现

AT2042 支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H．263和Motion-JPEG等多种视频压缩标准，以及ADPCM、MPEG-1 Layer-II和Lyer-III(MP3)等音频压缩标准。这些功能是通过配置相应的编码寄存器实现的，例如编码模式、编码像素点、编码帧率及设置编码流格式(PES、PS、TS)等等。本系统中采用MPEG-4模式、720X576、每秒25帧及生成PES流来对视频数据进行编码。

MPEG- 4压缩编码部分完成对AT2042和TVP5150相关寄存器的配置，保证了MPEG-4数据流的正常输出。系统启动后，首先配置AT2042的寄存器，初始化完成后，通过I2C总线对TVP5150进行初始化配置。在压缩编码过程中，MPEG-4数据流接收存储程序由AT2042的数据流缓冲器标志信号来进行控制。当缓冲器满时，RISC_INT0置低，主控制器通过DMA通道把从AT2042的网卡接口接收过来的码流通过网络通道传输到PC端。其压缩编码模块程序流程如图6所示。



3．2 远程网络程序模块

网络控制模块是外部扩展应用程序与视频服务器交互的一个模块。其工作过程是：在监控终端的IE浏览器中输入网络视频服务器的IP地址，嵌入式网络视频服务器根据请求，将相应的控制页面(即ActiveX控件)反馈给IE浏览器，用户下载控件后，根据控件上的指令，进行相应的操作，然后提交。该模块提取操作的信息，根据不同信息通过socket套接口与服务器进行通信来分别处理相应的事件，如调节MPEG-4相关属性、摄像头的相关操作等。该网络控制模块的设计主要包括3部分：本地嵌入式web服务器的配置、ActiveX控件的编写、socket套接字实现服务器与监控端通信。远程网络程序模块框图如图7所示。



3．3 本地存储部分的实现

该部分主要实现的三大功能：U盘空间的监测，以系统时间来命名存储文件并将文件保存到U盘上，实现MPEG-4编码。视频编码存储主要是利用Linux系统指令、AT2042芯片的视频编码功能和自动生成传输流功能。

(1)显示U盘存储空间

首先，利用Linux系统指令与C语言的接口函数sys-tem(const char*string)，执行指令会把U盘空间的容量、可用空间等信息写入设定目录下，然后利用 display_string(char*string)函数将该信息显示在显示层面上。这样可以使用户很清楚地了解到可用存储空间的大小。

(2)以系统时间命名文件名

调用系统函数time、localtime，这里需要定义相应的结构体tm来获取系统时间，然后将这些信息与建立文件的路径保存在同一个字符串，调用 fopen(const char*path，const char*mode)函数。这样就实现了以系统时间来命名文件名，可以方便用户按时间来查看文件。

3．4 运动图像监测的实现

该视频监控系统配置AT2042的相关寄存器，可实现运动检测的功能。通过运动检测来控制视频数据的存储和报警。运动检测(报警)算法可以控制存储动作，节省存储空间。例如，开始无运动报警信号，存储模块处于等待状态；运动报警信号到来，启动存储模块，在一定时间内如果没有继续收到运动报警信号，存储模块自动停止工作。这样存储量比连续存盘少得多，大量无运动的视频被剪截掉了，大大提高了存盘效率，有效地节省了存储空间。工作过程是这样的：预先进行检测区域设定，从摄像机来的视频信号一方面进行视频压缩，压缩的码流输出到缓冲区中；另一方面进行运动检测，当运动条件满足时发出报警信号，存储设备开始工作。存储设备一接到启动信号就将缓冲区的压缩码流全部保存下来，接着连续存储视频压缩输出的码流，直到存储控制指示停止存盘为止。运动方向的估计可以实现监控系统中的警戒线报警功能。在图像画面上设定警戒线以及方向，相应地产生一个预警区域。围绕边界线产生边界区域或边缘点集，监测是否有运动越过警戒线进入警戒区。

结语

本视频服务器既有视频远程实时传输，又具有本地存储的功能，再配置AT2042实现多种视频格式的编码和运动检测、报警功能，使用起来方便易行，可以得到广泛的应用。该视频服务器集成普通摄像机和网络转换器，将图像转换为基于TCP／IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传送到网络上，通过网络即可远程监视画面。该视频服务器采用了最先进的摄像技术和网络技术，具有强大的功能。内置的系统软件能实现真正的即插即用，使用户免去了复杂的网络配置；内置的大容量内存能存储警报触发前的图像；内置的I／O端口和通信口便于扩充外部周边设备，如门禁系统、红外线感应装置、全方位云台。