具有遠程監控功能的視頻服務器設計

3 系統軟件設計
整個嵌入式系統的軟件部分由4部分組成：Boot-loader代碼、Linux操作系統的內核生成和Linux下驅動程序及應用程序的開發、文件系統的生成和配置以及用戶應用程序。設備驅動模塊向上層軟件提供一致的接口，主要包括硬件的初始化、總線內存地址映射、內存分配等，分別被存儲在NAND Flash的4個分區模塊中。本設計采用的是較節省空間的CRAMFS只讀文件系統。
3．1 MPEG-4壓縮編碼的實現
AT2042支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H．263和Motion-JPEG等多種視頻壓縮標準，以及ADPCM、MPEG-1 Layer-II和Lyer-III(MP3)等音頻壓縮標準。這些功能是通過配置相應的編碼寄存器實現的，例如編碼模式、編碼像素點、編碼幀率及設置編碼流格式(PES、PS、TS)等等。本系統中采用MPEG-4模式、720X576、每秒25幀及生成PES流來對視頻數據進行編碼。
MPEG-4壓縮編碼部分完成對AT2042和TVP5150相關寄存器的配置，保證了MPEG-4數據流的正常輸出。系統啟動后，首先配置AT2042的寄存器，初始化完成后，通過I2C總線對TVP5150進行初始化配置。在壓縮編碼過程中，MPEG-4數據流接收存儲程序由AT2042的數據流緩沖器標志信號來進行控制。當緩沖器滿時，RISC_INT0置低，主控制器通過DMA通道把從AT2042的網卡接口接收過來的碼流通過網絡通道傳輸到PC端。其壓縮編碼模塊程序流程如圖6所示。

3．2 遠程網絡程序模塊
網絡控制模塊是外部擴展應用程序與視頻服務器交互的一個模塊。其工作過程是：在監控終端的IE瀏覽器中輸入網絡視頻服務器的IP地址，嵌入式網絡視頻服務器根據請求，將相應的控制頁面(即ActiveX控件)反饋給IE瀏覽器，用戶下載控件后，根據控件上的指令，進行相應的操作，然后提交。該模塊提取操作的信息，根據不同信息通過socket套接口與服務器進行通信來分別處理相應的事件，如調節MPEG-4相關屬性、攝像頭的相關操作等。該網絡控制模塊的設計主要包括3部分：本地嵌入式web服務器的配置、ActiveX控件的編寫、socket套接字實現服務器與監控端通信。遠程網絡程序模塊框圖如圖7所示。

3．3 本地存儲部分的實現
該部分主要實現的三大功能：U盤空間的監測，以系統時間來命名存儲文件并將文件保存到U盤上，實現MPEG-4編碼。視頻編碼存儲主要是利用Linux系統指令、AT2042芯片的視頻編碼功能和自動生成傳輸流功能。
(1)顯示U盤存儲空間
首先，利用Linux系統指令與C語言的接口函數sys-tem(const char*string)，執行指令會把U盤空間的容量、可用空間等信息寫入設定目錄下，然后利用display_string(char*string)函數將該信息顯示在顯示層面上。這樣可以使用戶很清楚地了解到可用存儲空間的大小。
(2)以系統時間命名文件名
調用系統函數time、localtime，這里需要定義相應的結構體tm來獲取系統時間，然后將這些信息與建立文件的路徑保存在同一個字符串，調用fopen(const char*path，const char*mode)函數。這樣就實現了以系統時間來命名文件名，可以方便用戶按時間來查看文件。
3．4 運動圖像監測的實現
該視頻監控系統配置AT2042的相關寄存器，可實現運動檢測的功能。通過運動檢測來控制視頻數據的存儲和報警。運動檢測(報警)算法可以控制存儲動作，節省存儲空間。例如，開始無運動報警信號，存儲模塊處于等待狀態；運動報警信號到來，啟動存儲模塊，在一定時間內如果沒有繼續收到運動報警信號，存儲模塊自動停止工作。這樣存儲量比連續存盤少得多，大量無運動的視頻被剪截掉了，大大提高了存盤效率，有效地節省了存儲空間。工作過程是這樣的：預先進行檢測區域設定，從攝像機來的視頻信號一方面進行視頻壓縮，壓縮的碼流輸出到緩沖區中；另一方面進行運動檢測，當運動條件滿足時發出報警信號，存儲設備開始工作。存儲設備一接到啟動信號就將緩沖區的壓縮碼流全部保存下來，接著連續存儲視頻壓縮輸出的碼流，直到存儲控制指示停止存盤為止。運動方向的估計可以實現監控系統中的警戒線報警功能。在圖像畫面上設定警戒線以及方向，相應地產生一個預警區域。圍繞邊界線產生邊界區域或邊緣點集，監測是否有運動越過警戒線進入警戒區。

結 語
本視頻服務器既有視頻遠程實時傳輸，又具有本地存儲的功能，再配置AT2042實現多種視頻格式的編碼和運動檢測、報警功能，使用起來方便易行，可以得到廣泛的應用。該視頻服務器集成普通攝像機和網絡轉換器，將圖像轉換為基于TCP／IP網絡標準的數據包，使攝像機所攝的畫面通過RJ-45以太網接口直接傳送到網絡上，通過網絡即可遠程監視畫面。該視頻服務器采用了最先進的攝像技術和網絡技術，具有強大的功能。內置的系統軟件能實現真正的即插即用，使用戶免去了復雜的網絡配置；內置的大容量內存能存儲警報觸發前的圖像；內置的I／O端口和通信口便于擴充外部周邊設備，如門禁系統、紅外線感應裝置、全方位云臺。