嵌入式系統移動視頻監控終端平臺安全性

3 基于INTEL IXP425的解決方案
為了克服上面描述的視頻信號對傳輸的需要和無線環境的特點之間的尖銳矛盾，本方案主要通過以下手段來客服這些難點：
(1)采用高性能的INTEL IXP425芯片。IXP425擁有266～533 MHz XScale核以及3個多線程微處理引擎：NPE A、NPE B、NPE WAN，帶來極高的數據處理性能。其中NPE B內嵌SHA-1／MD5、DES／3DES、AES加密算法引擎，內置2個獨立的10／100 Mb／s以太網MAC，32位33～66 MHz PCI總線，支持4個PCI設備，2個高速UART口，1個USB Device口，16個GPIO，工業級32位網絡嵌入式處理器(-40～+85℃)。采用IXP425處理器的系統提供32 MBFLASH，128 MB SDRAM內存(最大256 MB)，提供獨立的10／100 Mb／s以太網口，滿足各種網絡應用，一個MiniPCI Slot，可以直接插接MiniPCI卡(預留)，如無線WLAN網卡，6個高速RS 232口(1個調試口，4個CDMA接口，1個視頻采集卡接口)，2個TTLUART口，2個高速USB HOST口(可用作移動硬盤，保證視頻數據的本地實時存儲)，1個USB Device口，16個GPIO口，配置RTC，JTAG調試口。強大的網絡及通信功能及擴展功能是IXP425平臺的特色。IXP425平臺是基于網絡處理器的設計及其功能配備使它能支持各種應用：網絡視頻音頻主機應用開發平臺，嵌入式工業網絡及通信開發平臺，嵌入式工業通信計算機，嵌入式網絡計算機，802．11a／b／g GateWay，SOHO router，internet gateway，WLAN AP，網絡防火墻，等。高速高效能的XScale嵌入式處理內核也使它可作為各類通信設備控制板、工業控制的開發平臺。
(2)采用高性能圖像壓縮算法。目前視頻領域中最為重要的編解碼標準有國際電聯的H．261、H．263、H．264和國際標準化組織運動圖像專家組的MPEG系列標準，而在網絡的視頻流傳輸中，則活躍著Real Video、WMV、QuickTime等，此外還有ON2的VP5、VP6以及我國自主研制的AVS等。其中，H．264采用DPCM加變換編碼的混合編碼模式，但它采用“回歸基本”的簡潔設計，不用眾多的選項，獲得比H．263++好得多的壓縮性能；應用目標范圍較寬，以滿足不同速率、不同分辨率以及不同傳輸(存儲)場合的需求；它的基本系統是開放的，使用無需版權。這些措施使得H．264算法具有很高的編碼效率，在相同的重建圖像質量下，能夠比H．263節約50 ％左右的碼率。H．264性能的改進是以增加復雜性為代價而獲得的，其編碼的計算復雜度大約相當于H．263的3倍，解碼復雜度大約相當于H．263的2倍。
(3)通過復用4個華為CM320CDMA1x模塊增加無線傳輸帶寬。由于實際測得的一路CDMA1x上行數據傳輸速率約為40 Kb／s，這樣的速率是無法滿足視頻監控的帶寬需要的，因此提出可以采用四路CDMA1x并行的方式來增加傳輸帶寬，這樣實際最高速率達到160 Kb／s。配合H．264壓縮算法，可以得到比較滿意的視頻監控質量。多路CDMA1x并行使用的結構如圖2所示。

本方案的優勢在于：
(1)網絡化監控。通過計算機網絡，真正做到任何時間、從任何地方、對任何現場都能實現監控。
(2)網絡化存儲。系統可以實現本地、遠程的錄像存儲及錄像查詢和回放。
(3)高可靠性。系統所采用的視頻編碼器和網絡攝像機均為整機嵌入式系統，是工業級設備，具備極高的可靠性，即插即用，無需專人管理，特別適合于無人值守的遠程監控點。
(4)方便使用、操作管理簡單。既可以安裝客戶端軟件，也可以直接通過Web方式進行遠程監控和遠程管理，圖形化界面。
(5)完整的監控管理功能。系統為用戶提供了靈活的監控畫面選擇，電子地圖使用、對云臺和變焦的控制、預置位和鏡頭的輪巡，以及實現圖像抓拍、錄像和錄像回放。
(6)有效利用帶寬。根據網絡帶寬視頻流可自動調節，實現多路CDMA復用。
(7)可擴展性。增加網絡攝像機、視頻編碼器和監控工作站非常簡單，能夠持續平滑升級和擴展，降低對系統的整體投資成本，和其他管理控制兼容。
(8)功能強大的管理平臺。分布分級式管理，用戶可以不受時間、空間限制對監控管理目標進行實時監控、實時管理、實時查看以及實時指揮。