基于ARM-Linux和CDMA的遠程視頻監控系統

　　引言

　　CDMA（碼分多址）無線網絡具有覆蓋面廣，高效、低成本的特點，CDMA網絡的數據傳輸速率可達200kb/s，里開發的嵌入式遠程就充分利用CDMA無線網絡技術和嵌入式系統的特點而搭建的數據傳輸系統，特別適合邊遠偏僻或不具備常規網絡傳輸條件的地方使用，例如車載視頻監控系統、交通路口（車牌實時監視）及城市路燈的監控等。

　　1 嵌入式Linux系統

　　嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應對功能、可靠性、成本、體積、功耗要求嚴格的專用計算機系統，目前嵌入式系統已經無處不在，從汽車、家用微波爐、PDA（個數字助理）、電視機、到工控生產現場、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產品方面，都能發現嵌入式系統的蹤影。

　　Linux本身作為一個桌面系統，其最大的,特點是操作系統源代碼公開并且遵循GPL協議，其內核采用模塊化的設計，易于裁減，特別適合嵌入式系統的小型化要求，在嵌入式系統中占據了半壁江山。

　　本監控系統選用的處理器是SAMSUNG公司的一款中高端ARM9內核的CPU-S3C2410，其內建

有MMU（內存管理單元），主頻可達到203MHz，運行嵌入式Linux2.4系統正好如魚得水，不但保持了嵌入式系統小型化、低功耗、易攜帶的特點，又充分利用了Linux系統的內存、文件、線程管理功能，大大方便了程序的開發和程序中多任務功能的實現。

　　2 監控系統結構 

　　監控系統一般可分為實時監控和觸發模式監控兩種，可以根據具體的情況設計合適的監控方式，如果采用實時監控，將占用較多網絡資源，成本相對較高，采用觸發模式的運行成本較低，這里采用觸發模式，監控系統結構見圖1。

　　當遇異常情況后，觸發監控終端拍攝圖片，同時其內部的嵌入式控制模塊和CDMA模塊協同運作，完成Internet的接入（包括撥號、PPP和CTP/IP協議的處理等），并把拍攝到的圖片數據經打包后發送給控制中心主機，或發送給指定的E-mail地址，控制中心主機登錄到Internet上后運行服務器端軟件就可以瀏覽由監控點發來的圖片。

　　3 硬件系統設置 

　　要能夠正確運行一個操作系統，硬件方面至少應該包括CPU、內存和固態存儲器、系統內部總線以及外設接口，具體硬件系統結構見圖2。

　　SAMSUNG公司的S3C2410 CPU具有3個UART、1個RTC和觸摸屏接口，還具有I2C總線、USB Host、USB Device等接口，充分滿足了系統的需要，而且性價比極高，是一個很不錯的選擇。

　　由于剪裁后的Linux系統所占得存儲空間非常小（只有幾MB），我們選擇Nor Flash作為固體存儲器，型號是E28F128J3A150，容量為16MB，通過16位數據總線與CPU交換數據，并利用其上端8MB空間（00800000H-00ffffffH）開辟了一個jffs2文件存儲系統，存儲系統的配置文件。

　　64MB的SDRAM為2片K4S561632C，通過32位數據總線與CPU交換數據。

　　通過MAX3232C電平轉換芯片和RTL8019網絡芯片轉換成一個RS-232接口和一個以太網接口，用串口線和以太網網線與PC機相連，組成可以交叉編譯的開發環境。

　　通過CPU上集成的USB Host接口直接與USB攝像頭連接，考慮到監控與控制模塊接口的要求，選用USB1.1接口的紅外線攝像頭。

　　通過CPU上集成的UART接口直接與CDMA Modem模塊相連接，選用價格適中的AnyData公司的DTGS-800 CDMA模塊。

　　4 軟件系統設計

　　4.1 控制終端程序設計

　　控制終端軟件的核心是嵌入式Linux操作系統，一切功能的實現都基于Linux操作系統完成，Linux本身作為一個桌面系統，進入嵌入式操作系統領域時，需要解決的問題主要包括硬件支持、提供二次開發的環境以及小型化（裁減內核）等，小型化的目的是在滿足操作系統基本功能和用戶特定需要的情況下，使內核盡可能小，作為一個操作系統，Linux內核主要負責程序的管理與調度、內存的管理及對外設的驅動和管理等，由于Linux內核采用模塊化的設計，很多模塊可以獨立地加載或卸載，所以小型化就是對Linux內核重新編譯，在編譯時仔細地選擇嵌入式設備所需要的功能模塊，同時刪除不需要的功能，這里只需要串口驅動、USB攝像頭接口驅動（包含USB Host，USB Core和USB Device）還有撥號網絡應用，還要支持PPP、TCP/IP網絡協議，其他都可以刪除掉，使系統運行所需要的內核顯著減小至1Mb以內。

　　具體程序設計包括Bootloader啟動