嵌入式视频监控系统视频服务器的设计与实现

2．3 网络传输模块
本模块是采用LAN91C11构建嵌入式以太网，实现视频数据网络传输的通路。LAN91C11是SMSC公司推出的快速以太网控制器。芯片上集成MAC和PHY，符合IEEE802．3／802．U-100Base-Tx／10Base-T规范。AT91RM9200微处理器通过地址、数据、控制线和片选信号线对LAN91C11进行通信和控制。网络传输硬件连接原理图如图3所示。AT91RM9200发送数据时，首先置发送使能信号ETXEN有效。数据发送端ETX[1：0]与LAN91C11的TXD[1：0]引脚相连接。以AT91RM9200的时钟信号EXTCK发送视频数据。数据的接收端ERX[1：0]与LAN91C11的RXD[1：0]引脚相连接，接收视频数据。EMD10和EMDC分别控制芯片的读写。数据从DMA通道发送。在发送数据时，首先设置好传输控制寄存器和传输传输地址寄存器，从指定的存储区取数据，并且记录发送完的字节数，数据发送完之后，LAN19C11产生中断信号，请求DMA中断，由AT91RM9200处理。

2．4 其他辅助功能模块
该模块包括Fiafh、SDRAM、以太网接口、串口和USB接口。用来实现操作系统内核和应用程序的存储，网络传输，本地存储和远程控制。

3 系统软件部分
嵌入式Linux实时操作系统，稳定、高效、易定制、易剪裁、开源代码，因此本系统采用Linux操作系统。软件部分分为Bootloader文件，Linux内核文件Linux驱动和应用程序，用户应用程序。这里主要介绍MPEG-4和CGI技术的程序设计。
3．1 MPEG-4压缩编码程序设计
本系统采用MPEG-4标准对视频图像进行压缩编码。在实现MPEG-4编码的方式上，有硬件压缩和软件压缩两种。硬件压缩就是利用专门的压缩芯片对视频信号进行MPEG-4编码，软件压缩就是使用压缩软件对视频信号进行编码。AT2042支持MPEG-4压缩标准。实现方法方面就是对其相关寄存器的配置，包括编码模式、编码像素点、编码帧率和设置编码流格式等方面。具体过程：系统上电启动后，先配置AT2042的相关寄存器，完成初始化工作后，通过I2C总线对A／D转换芯片TVP5150进行初始化配置。所有的寄存器配置工作完成之后，开始编码过程。其中MPEG-4数据流接收存储程序有AT2042的数据流缓冲器标志信号来控制。缓冲器接收数据满之后置低RISC_INT0，AT91RM9200主控制器通过DMA通道把AT2042发送过来的码流通过网络通道传输到请求监控视频图像的监控端。压缩编码的流程图如图4所示。

3．2 CGI程序设计
在嵌入式Linux环境下，主要有3种Web服务器，分别是httpd、thttpd和Boa。Httpd功能最弱，不支持CGI、SSL和认证。本系统需要交互操作，必须使用动态Web技术，采用Boa。Boa功能强大，支持CGI，支持SSL，支持认证。使用时只需交叉编译，修改一下配置文件即可。CGI即通用网关接口，是外部扩展应用程序与Web服务器交互的标准。客户端使用浏览器向服务器发送HTFP请求，服务器响应客户端的请求后，引导脚本程序，对命令解析，将信息提交给后台——CGI处理。具体到本系统，就是PC机端通过浏览器输入服务器的IP地址，Web服务器根据请求进行分析，如果没有传来参数，则调用get-status()函数取得设备当前状态显示给浏览器。用户根据操作界面提示完成相应的操作，填写好表单设置设备参数并提交。CGI解析信息后通过get-status()函数设置新状态，实现交互功能。例如调节编码属性，对相机控制等。
CGI的输入输出基本语法：
FORM M ETHOD=get／post ACTOD=URL>／FORM>
M ETHOD属性指定将数据传送到Web服务器的方法，输入方法有两种。
1)GET方法。 此方法，表单数据会附加在所指向CGI脚本的URL后一起发送给Web服务器，Web服务器将接收到的表单数据赋予环境变量QU ERY-STR NG。
2)POST方法。POST方法通过使用标准输入(STDN)将表单数据传送给Web服务器，Web服务器启动指定的脚本，并将用户提供的数据传入该脚本。
ACTON属性定义要对表单数据进行处理的CGI脚本URL。
CGI输出：CGI输出方式是将执行结果送给标准输出(STDOUT)进行输出，执行结果必须是浏览器能够显示的HTML标准格式。流程图如图5所示。

CGI可以用shell脚本语言、Fottran、C语言等多种语言编写。本系统中采用C语言实现CGI的编写，执行速度快，安全性高。

4 结论
笔者介绍了基于AT91RM9200微处理器的嵌入式监控系统的视频服务器设计，采用A／D转换芯片TVP5150对模拟视频数据进行数字化处理，生成符合压缩编码芯片AT2042接口标准的视频数据流。在AT91RM9100的控制和调度下，将视频数据发送到PC端。系统采用低编码率的MPEG-4编码标准，CGI技术，实现可靠的图像质量的交互功能。