基于ADSP-BF533的家庭安全系統設計

3．1 視頻采集及壓縮程序
DSP通過I2C接口完成對P03030K圖像傳感器的初始化，并設置相應的寄存器完成對工作模式、數據輸出格式、分辨率、亮度和色度等的設置。P03030K與DSP的PPI口相連，輸出圖像數據以DMA方式傳輸到SDRAM中存儲，本系統采用乒乓緩沖區的方法傳輸數據，在內存中開辟兩個緩沖區，使用兩個頭尾相連的描述符鏈表控制PPI DMA一次傳輸數據到兩個緩沖區中。DMA每采集完一行圖像數據之后就產生一次中斷，在中斷服務程序中使用存儲器DMA將數據搬移到片外SDRAM，等待DSP對其進行MPEG-4壓縮處理。視頻采集流程圖，如圖5所示。

DSP對視頻數據進行壓縮編碼時采用MPEG-4標準，由于CMOS圖像采集模塊輸出YUV4：2：2圖像，而編碼模型的輸入為YUV4：2：0圖像，故需要對采集到的圖像進行色度重采樣。DCT和IDCT是編碼過程中被頻繁調用的兩個函數，故采用匯編語言實現且使用Chen的快速算法，此外根據BF533的硬件和編譯系統的特點，運用各種方法對MPEG-4編碼程序代碼進行大量的優化工作，利用循環緩沖技術和DSP提供的各種像素操作指令和向量操作指令對PADDING算法、運動矢量預測、SAD最小搜索算法和半像素內插等需要反復執行的過程進行匯編優化，充分發揮BF533的并行處理能力。在內存分配方面，在SDRAM中開辟了4個幀緩沖器，分別用于保存當前編碼幀、當前參考幀、下一編碼幀和下一參考幀數據。DSP的片內RAM容量較小，但是訪問速度較快，而MPEG-4的最小編碼單元是宏塊，所以可以將宏塊從片外SDRAM轉移到片內RAM中進行處理，處理結束后再存到SDRAM中。另外為了加快數據塊搬移速度，充分利用BF533強大的DMA能力完成數據傳輸操作，同時將CPU頻繁訪問的程序和數據放在片上緩存中，并充分利用乒乓緩沖結構，提高編碼效率。
MPEG-4編碼流程，如圖6所示。

3．2 GSM短信報警程序
在紅外探測器檢測到有人入侵時，DSP將立即向戶主發送短信報警信息，以便用戶采取措施。BF533通過UART口發送AT指令，實現對TC35模塊的控制，發送“AT+CMGF=1”設置短信發送模式為文本模式，發送“AT+CREG?”查詢網絡注冊情況，發送“AT+CMGS=13572472507”再加上短信內容，即可以實現向目標手機發送報警信息的目的。由于采用文本發送模式，故不能發送中文文字，本系統選擇發送英文字符“Danger”。
3．3 圖像存儲程序
壓縮后的視頻流數據將以文件的形式寫入SD卡中。在進行寫卡操作前，先要對SD卡初始化，設置其為SPI工作模式。SD卡的尋址方式是按字節尋址的，為加快速度，將其設置為扇區尋址，每個扇區512 bit，寫一個扇區的函數部分程序段如下：

其中，sector為要寫的扇區號，buff指向需要保存的數據流，SPI_transfer_byte為通過SPI口向SD卡傳輸l bit的函數，SD_write_block為SD卡寫命令的編碼。

4 結束語
本系統依托目前覆蓋率較高的GSM公共網絡，利用現有的無線通信業務和短消息服務業務，實現了遠程報警功能，且不受地域和時間的限制，并采用CMOS攝像頭采集現場圖像，提高了警情處理的效率。經測試證明，該系統穩定、可靠，報警準確、及時，圖像采集的幀率為15 f?s-1，單幀圖像的分辨率為320×240，能夠滿足用戶需求。