嵌入式网络视频监控系统设计与实现

煤炭作为一种特殊商品，其质量评价必须要有能够代表整个样品的煤样，煤样的取得须有一套规范的采样和制样系统。商品煤样的采取和制备过程需要有严密的操作和质量监控系统，以保证煤炭质量评价的公正和严谨。

目前安全监控领域的主流产品是数字硬盘录像机，主要适用于监控点集中的局域监控用，煤炭质量评价的作业区域跨度大。港区内作业地点不可判断性等特点，可应用于数字硬盘录像机。本系统采用专用图像DSP处理器TMS320DM642，搭建了DSP-PC网络互连和图像传输的多路实时视频采集系统，使网络监控系统以其可靠性高、组网便利等优点在应用中直接得到体现。

1 系统硬件设计

1.1 tms320dm642简介

tms320dm642是TI公司C6000系列DSP总最新的定点DSP，其核心是C6416型高性能数字信号处理器，具有极强的处理性能，高度的灵活性和可编程性，同时外围集成了非常完整的音频、视频和网络通信等设备及接口，特别适用于机器视觉、医学成像、网络视频监控、数字广播以及基于数字视频/图像处理的消费类电子产品等高速DSP应用领域。笔者针对市场客户的需求，设计并实现了一款以TVP5150为视频输入解码器，以PCM1801为音频输入采集电路，以TMS320DM642型DSP为核心处理器的多路视频采集兼压缩处理PCI板卡，并将其应用于构建高稳定性、高鲁棒性和多媒体数字监控系统，取得了较好的社会效益和经济效益。

1.2 系统总体构成

TMS320DM642采用第二代高性能、先进的超长指令字veloci T1.2结构的DSP核及增强的并行机制，当工作在720M赫兹的时钟频率下，其处理性能最高可达5760MI/s，使得该款DSP成为数字媒体解决方案的首选产品，它不仅拥有高速控制器的操作灵活性，而且具有阵列处理器的数字处理能力，TMS320DM642的外围集成了非常完整的音频、视频和网络通信接口。

系统整体硬件设计基于TMS320DM642 EVM板TMS320DM642 Ver5.1，图像信号由扩展的多路CCD图像传感器提供，模拟信号经图像解码器SAA7113将其解码成数字并行ITU-R BT.656码流，并传送至TMS320DM642的视频接口。图像数据通过EDMA方式转移到外部存储器，这时TMS320DM642处理器可根据应用程序的需要读取数据并执行相应的运算处理程序，然后通过EMAC网络模块进行网络传输。

该系统是以主处理器TMS320DM642为核心，由视频，外部存储，网络等模块组成。将完成视频信号的实时采集、图像压缩处理及网络传输等功能。

该系统是以主处理器TMS320DM642为核心，由视频，外部存储，网络等模块组成。将完成视频信号的实时采集、图像压缩处理及网络传输等功能。

1.3 视频模块

视频（英文：Video，又翻译为视讯）泛指将一系列的静态影像以电信号方式加以捕捉，纪录，处理，储存，传送，与重现的各种技术。关于大小视频各种后缀格式，包括个人视频上传，电影视频。连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频

系统视频模块主要由4路CCD图像传感器、TMS32013M642的视频端口、图像采集器件等组成。TMS32019M642集成有3个视频端口VP0、VPl和VP2，每个VP（Video Port）口分为A、B 2个通道。TMS320DM642的VPO中的VPO／A、VPO／B和VPl中的VPl／A和VPl／B配置成接收8位ITU-R BT.656码流格式，分别挂接SAA7113H。

由于采用ITU-R BT.656码流格式，图像的水平同步、垂直同步、场同步等信号已内嵌在视频数据流中，由于TMS320DM642每个VP口预留的3个可以接收同步信号的VP0CTL控制引脚，只能满足一路视频同步信号的要求，没有同步信号线的连接。

2 系统软件设计

整个图像采集系统的系统软件开发过程是在TI公司的DSF集成开发环境CCS中进行的。首先系统各个模块线程都需进行初始化工作：系统板卡硬件的初始化、信息传输信道的初始化、网络模块初始化等。处理线程确认图像采集完毕之后接收图像数据图像压缩。网络线程处理线程的结束后发送的信息序列并进行确认，接收处理后的图像数据并重新进行色差信号转换，最终建立网络连接将数据发送至网络。

3 网络架构

从TMS320DM642传输来的数据由LXT971转换为以太网物理层接收的数据，通过双绞线连接XFmr Module隔离变压器和RI-45头连接到网络传输至上位机。

系统中DSP网络通信及其通信接口的开发基于DSP／BIOS和网络开发包NDK等资源。底层硬件驱动与TCP／IP协议栈的接口包含TCP／IP协议栈与硬件驱动层之间的应用程序编辑接口和驱动环境与TCP／IP协议栈之间传递状态监测信息接口。其中网络底层驱动和TCP／IP协议栈之间信息的传递涉及的