一個嵌入式視頻監控系統的設計與實現

引言

傳統的數字視頻監控多采用數字芯片集成或采用純PC監控，由于數字芯片無智能化的操作系統而PC機處理多路視頻信號的速度較低，導致系統穩定性不夠好。隨著嵌入式系統和視頻壓縮技術的日漸成熟，以及高網絡帶寬的普及，通過嵌入式平臺，將視頻信號數字化并壓縮，并通過內置的Web服務提供給訪問者已成為可能。用戶可在現有網絡環境中，通過瀏覽器直接觀看實時的監控圖像，實現高效、簡潔的監控操作。以嵌入式系統為基礎的數字視頻監控具有：便于計算機處理，適合遠距離傳輸，可靠性高、安裝方便、使用靈活和體積輕巧等優點[1- 3]。

1 系統組成方案

我們設計的嵌入式視頻監控系統由視頻服務器、控制中心、和客戶端組成，這是因為當監控點和控制臺到達一定數目之后，監控點對于用戶的開銷也越來越大，因此增加控制中心輔助進行管理。系統結構如圖1所示。

1) 嵌入式視頻服務器

嵌入式的視頻服務器由硬件模塊和軟件模塊組成。視頻服務器硬件模塊主要完成視頻信號采集、壓縮、網絡傳輸和用戶設置，每個視頻服務器出廠時被分配了一個唯一的序列號作為用戶訪問的唯一標識。嵌入式軟件模塊的主要功能有是控制硬件和向用戶傳輸經過壓縮的視音頻數據。

2) 控制中心

控制中心主要處理從客戶端發送過來的視頻監控信息，然后將許可的請求通知視頻服務器，使它們之間建立有效連接以傳輸監控視頻數據；另外，控制中心負責視頻服務器的登記注冊，設定用戶權限和視頻服務器的參數。控制中心軟件運行在PC服務器上，由管理員操作維護。

3) 客戶端

客戶端是提供給用戶使用的基于PC的操作界面，可根據不同用戶權限設定其操作功能。客戶端完成控制中心的管理維護、圖像觀看、云臺調整、圖像參數調整、錄像、告警等功能。

2 視頻終端硬件設計

視頻終端硬件完成視頻信號采集、MPEG-4壓縮和網絡傳輸。由于高精度實時視頻信息量巨大，在傳輸時需丟棄大量數據幀，因此必須壓縮[4]。我們采用專用芯片按即定格式高速壓縮視頻，實時性好，可靠性高。系統視頻服務器硬件的結構如圖2所示。