高速抓拍技术系统架构.doc

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1、系统总体架构本文所设计的嵌入式网络摄像机系统是一个基于Internet实时视频网络传输系统。主要设计目标是实现把远端采集的实时视频信息经过压缩编码，并利用嵌入式系统模块实现TCP/IP协议，通过Internet传输，使接收端系统能从网络中接收实时视频并重新展示给用户。整个系统硬件平台主要由嵌入式处理器模块、视频采集模块、视频AD转换芯片，视频压缩模块、电源时钟模块、以太网接口芯片、Flash、SDRAM等组成。1.1嵌入式控制器嵌入式控制器模块是整个系统的控制管理核心，主要功能是实现整个系统的控制和调度管理.

2、我们选用的主控制芯片为S3C2510A，它是SAMSUNG公司生产的基于以太网应用系统的高性价比16/32位RISC微控制器，内含ARM公司设计的低功耗、高性能ARM940T内核，主频166MHz；内置2个10/100Mbps以太网控制器；6个DMA通道；6个32位定时器；64个可编程的I/0口；2个高速UART；此外还有中断控制器，DRAM/SDRAM控制器，ROM/SRAM和FLASH控制器，系统总线仲裁器、外部存储器控制器等。1.2视频采集模块视频采集由前端高速摄像机实现视频的输入，本系统中采用监控专用

3、彩色摄像机discover系列的dis-822C一体化摄像机，它具有22倍光学变焦，220倍数字变焦，可以在低照度下正常工作，自动聚焦能力强，还具有电子自动快门、白光平衡等特点。高速摄像头将采集到的模拟数据发送到视频A/D转换芯片进行视频解码；最后将得到的视频数字信号输入到视频压缩芯片中。1.3视频压缩模块该模块中采用一款专用的音视频压缩编码芯片G07007SB完成音视频压缩功能。G07007SB是美国WIS公司为最新推出的一款多格式音视频压缩编码芯片，G07007SB独特的编码结构可灵活地对符合ISO/IT

4、U标准的音视频进行编码，它支持的输出格式有MPEG-4，MPEG-2，MPEG-1，H.263及自定义格式。1.4视频网络发送模块该模块主要是通过S3C2510A对音视频压缩模块处理后的视频流进行打包处理，生成UDP包或RTP包，然后通过RJ45接口发送到网络中。这里选用的网络接口芯片是Realtek公司的RTL8201BL，它是具有l0M/100Mps自适应功能的以太网收发控制器，是目前应用最为广泛的一种网络接口芯片。1.5云台镜头控制模块要实现对前端摄像机的远程控制，需要云台解码器将嵌入式控制器端及远程客

5、户端传来的控制信号进行解码，将软件发出的控制信号转换成实际动作的电平信号。1.6电子情报板电子情报板采用LED发光管，自动调节光亮度，动态视距离达到200米，能全天候地及时向司乘人员车辆超速情况、传递路况信息及特殊气候情况，凸显高速公路的服务功能。2软件设计嵌入式操作系统是嵌入式系统重要的组成部分，它为应用程序的开发提供了一个软件平台。这里选用uClinux作为整个系统的开发平台，基于uClinux开发资源丰富，有助于建立功能强大、结构复杂的大系统。其他功能模块建筑在Linux操作系统之上，包括视频采集与预处

6、理模块，MPEG4编码模块，RTP/RTCP协议传输模块，云台控制模块等等。下面重点介绍视频数据传输模块和车速检测模块的设计。2.1数据传输基于RTP/RTCP的MPEG-4视频传输流程是：在服务器端，MEPG-4视频流分别被封装上RTP报头、TCP报头和IP报头，组成相应的IP数据包，然后IP数据包通过Internet向接收端发送。客户接收端收到IP包后按相反的顺序将RTP报头和视频数据提取出来，根据RTP报头中的序列号将视频数据放入缓存供解码器解码输出。2.1.1视频数据封装将视频数据在网络中传输，需要对

7、其进行打包，加上时间、同步等信息。2.1.2视频数据发送Linux系统通过socket编程来实现数据的传输，套接字有三种类型:流式套接字(SOCKSTREAM)，数据报套接字(SOCKDGRAM)及原始套接字。按照系统浏览器/服务器的网络传输模型，在服务器端建立了以SOCKET为类型的监听套接字、控制套接字；在客户端建立了SOCKET类型的请求套接字、控制套接字，这些都是采用TCP协议封装传输数据的。2.2车速检测速度是判断车辆是否超速的唯一依据，所以如何获得车速是本系统的核心。目前公路超速标准对大型车和小型

8、车的速度限制有不同的规定，当前判断车型的算法也比较多，有根据车牌颜色识别车型的，也有根据车辆的长度识别车型的，在这里运用后者进行车型识别。本系统采用环型线圈车辆检测器，线圈车辆检测系统由地感线圈、线圈检测器组成，它在每个车道前后埋设两个线圈，其中，前线圈称“测速线圈”，后线圈称“抓拍线圈”。对于线圈测速，经常用到的方法是对于经过的车辆，分别取得车辆进入两个线圈的时刻，相减获得车辆通过线圈所需的时间，