基于H.264的嵌入式无线视频监控系统

核心处理器的初始化配置，第二层主要是摄像头模块和码分多址模块的驱动程序，最后一层是系统的应用程序。

由于Linux内核采用模块化的设计。很多模块可以独立地加载或卸载，所以小型化就是对Linux内核重新编译，在编译时仔细地选择嵌入式设备所需要的功能模块，同时删除不需要的功能。这里只需要串口驱动、SAA7114视频解码芯片驱动，还有拨号网络应用，还要支持 PPP、TCP／IP网络协议，其他都可以删除掉，使系统运行所需要的内核显著减小至l Mb以内。码分多址拨号通过运行PPP程序进行。在Linux下的PPP包是专门为解决Modem拨号上网问题而编写的，并且是公开源代码的。PPP拨号脚本程序主要通过调用pppd和chat这两个应用程序，并通过AT指令实现对Modem的操作。

应用程序主要是监听用户命令，收到命令后调用摄像头模块采集图像，然后再使用码分多址模块来发送图像数据。终端一旦初始化后，就与中心服务器建立TCP连接，在运行过程中终端跟中心服务器保持TCP连接，中心服务器可随时主动地请求图像数据，因此，对于对交互性和实时性有较高要求的应用系统可实现较好的响应。监控终端软件流程如图3所示。

图3. 监控终端软件流程图

4 基于RTP的H.264视频流传输控制

由于H.264具有前面所指出的多种优点，本系统设计了基于RTP的H.264视频流传输控制。RTP协议对实时数据传输的支持包括时间戳、序列号、荷载类型标识和源标识等，时间戳反映了RTP数据帧中第一字节数据的采样时间，采样时间是线性单调增长的。接收方根据收到数据帧的时间戳来重建接收数据的时序关系，以便正确回放媒体流。序列号用于数据传送的丢失检测和帧序重构；荷载类型标识则指明RTP帧数据荷载的编码格式；源标识用于指示接收方式所接收数据的来源。以上功能均通过RTP的帧头来实现。

RTP 数据协议运行在面向数据报的UDP 之上，它只能提供无连接的不可靠服务，帧丢失或出错都会降低图像或声音的质量。RTCP控制协议需要与RTP数据协议一起配合使用，RTP本身并不能为按序传输数据包提供可靠的保证，也不提供流量控制和拥塞控制，这些都由RTCP来负责完成。

H.264视频流分别装上RTP报头、UDP报头和IP报头，然后IP数据包通过Internet传送到接收端。接收端收到IP数据包后按相反的顺序将 RTP报头和视频流数据提取出来，根据RTP报头中的序列号和将视频流数据放人接收端缓存供解码器解码输出。RTP反馈控制主要通过RTCP的接收方报告来完成，通过提取RTCP中接收方报告SR的反馈信息估计网络的可用带宽，再根据可用带宽动态调整编码的参数，使RTP发送码率小于网络的可用带宽，从而保证传输的可靠性。[3]

图4. RTP传输反馈控制模型

5 中心端设计

服务器端软件实现的主要功能是接收、H.264软件解码嵌入式终端发送过来的监控数据，并将得到的图像保存和传输给终端用户。控制中心主机通过宽带上网方式登录到Internet上，必须申请一个静态IP地址。主机登录Internet后，即可运行服务器端软件。服务器端程序设计主要包括网络通信、接收数据、H.264软件解码、保存图像、即时重显图像。整个过程属于软件系统开发，本文不再详细讨论。

6 结束语

该设计是在城市或远程移动设备所需监控的应用背景下提出的，如城市武警车辆，本系统的应用会为预警指挥提供保证。本文作者创新点：设计提出了结合嵌入式技术、视频压缩编码技术、无线通讯技术、网络技术、监控技术等多项技术无线视频监控系统，采用嵌入式技术和Linux实时多任务操作系统，基于码分多址无线数据传送、H.264视屏压缩、RTP实时传输控制，使系统有极高的实用价值。

参考文献
[1]. 孙宏伟，基于S3C2440远程图像无线监控系统的设计, 微计算机信息, 2006, 4-2；90-92。
[2]. 华为海思半导体有限公司，Hi3510 媒体处理软件开发指南，2006
[3]. 陶桂东，基于RTP协议H.264视频流传输QoS保证的研究，装甲兵工程学院学报，2006，20卷