基于ARM Linux的3G無線車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)

(1)創(chuàng)建H．264編碼結(jié)構(gòu)。調(diào)用SsbSipH264Encodehlit(width，height，frame_rate，bitrate，gop_num)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，其中width表示圖像的寬度，height表示圖像的高度，frame_rate表示幀頻，bitrate表示比特率或碼率，gop_num表示兩個(gè)相離關(guān)鍵幀之間最多包含多少個(gè)幀(B或P幀)。
(2)初始化H．264編碼結(jié)構(gòu)，調(diào)用SsbSipH264Encode Exe(handle)函數(shù)。
(3) 獲取視頻輸入地址，調(diào)用SsbSipH264EncodeGetInBuf(handle，0)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)返回視頻輸入的首地址，存放在p_inbuf中。
(4)輸入視頻數(shù)據(jù)，調(diào)用memcpy(p_inbuf，yuv_bur，frame_size)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，p_inbuf存放需要編碼的數(shù)據(jù)，yuv_buf存放原始視頻數(shù)據(jù)，frame_size表示數(shù)據(jù)的大小。
(5)編碼視頻數(shù)據(jù)，對(duì)p_inbuf內(nèi)容進(jìn)行H．264編碼，調(diào)用SsbSipH264EncodeExe(handle)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
(6) 輸出已編碼的數(shù)據(jù)，調(diào)用 SsbSipH264EncodeGetOutBuf(handle，size)，該函數(shù)返回已編碼圖像的首地址，size表示已編碼圖像的大小。
(7)關(guān)閉硬編碼設(shè)備，調(diào)用SsbsipH264Encode DeInit(handle)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。
3．2．4 嵌入式服務(wù)器boa移植
Linux支持boa、HTTPD、THTTPD等幾種Web服務(wù)器，其中boa Web服務(wù)器更適合于嵌入式系統(tǒng)，因?yàn)樗且粋€(gè)單任務(wù)、支持CGI(Common Gateway Interface，通用網(wǎng)關(guān)接口)功能的Web服務(wù)器，只能依次完成用戶的請(qǐng)求，而不會(huì)fork出新的進(jìn)程來處理并發(fā)出連接請(qǐng)求，可執(zhí)行代碼只有約60K。
首先進(jìn)入boa源碼目錄的src子目錄，執(zhí)行命令．／con-figure生成Maketile文件，然后修改Makefile文件找到CC=gcc，將其改成CC=arm-linux-gcc，再將CPP=gcc-E改成CPP=arm-linux-gcc-E，并保存退出。然后運(yùn)行make進(jìn)行編譯，得到的可執(zhí)行程序?yàn)閎oa，之后執(zhí)行命令arm-linux-strip boa，將調(diào)試信息去掉，得到的最終程序。第二步完成boa的配置，使其能夠支持CGI程序的執(zhí)行。Boa需要在／etc目錄下建立一個(gè)boa目錄，里面放入boa的主要配置文件boa．conf，主要文件的含義有：AccessLog／var／log／boa／access_log訪問日志文件。如果沒有以／開始，則表示從服務(wù)器的根路徑開始；VerboseCGILogs是否記錄CGI運(yùn)行信息，如果沒有注釋掉，則記錄，注釋掉則不記錄；Document Root／var／wwwHTML文檔的主目錄，如果沒有以／開始，則表示從服務(wù)器的根路徑開始；DirectoryMaker／usr／lib／boa／boa_indexer當(dāng)HTML目錄沒有索引文件時(shí)，用戶只指明訪問目錄時(shí)，boa會(huì)調(diào)用該程序生索引文件給用戶，因?yàn)樵撨^程比較慢最好不執(zhí)行，可以注釋掉；Scri ptAlia／cgi-bin／／var／www／cgi-bin／指明CGI腳本的虛擬路徑對(duì)應(yīng)的實(shí)際路徑。一般所有的CGI腳本都要放在實(shí)際路徑里，用戶訪問執(zhí)行時(shí)輸入站點(diǎn)+虛擬路徑+CGI腳本名。對(duì)boa．conf進(jìn)行修改的必須要保證是使其他的輔助文件和設(shè)置必須和boa．conf里的配置相符，不然boa就不能正常工作。另外還需要?jiǎng)?chuàng)建日志文件所在目錄／var／log／boa，創(chuàng)建HTML文檔的主目錄／var／www，將mime．types文件拷貝到／etc目錄，創(chuàng)建CGI肢本所在目錄／var／www／cgi-bin／。
3．2．5 CGI程序的設(shè)計(jì)
CGI提供了一個(gè)Web服務(wù)器的外部程序通道，運(yùn)行在服務(wù)器上，由瀏覽器輸入觸發(fā)，是Web服務(wù)器和系統(tǒng)中其他程序的連接通道。CGI程序就是符合這種接口的程序。服務(wù)器接收到用戶的請(qǐng)求，并將數(shù)據(jù)送給CGI程序。CGI程序接收到數(shù)據(jù)后，啟動(dòng)編寫好的應(yīng)用程序，并按照用戶提供的數(shù)據(jù)執(zhí)行。應(yīng)用程序執(zhí)行完成后，返回執(zhí)行結(jié)果，并通過Web服務(wù)器傳送給用戶瀏覽器顯不。
CGI模塊程序的設(shè)計(jì)主要包括如下幾部分：Web服務(wù)器的配置、HTML頁面的編寫、CGI腳本實(shí)現(xiàn)。
(1)Web服務(wù)器的配置
嵌入式Web服務(wù)器采用boa，其配置是以文本的形式提供，放在文件系統(tǒng)中的／etc／httpd／conf／目錄下面，其主要配置在以上的boa服務(wù)器移植中講述過了。
(2)HTML頁面的編寫
因?yàn)橄到y(tǒng)的設(shè)計(jì)的主要方向是能夠通過USB攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。所以為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單化，拋開一些不必要復(fù)雜的選擇項(xiàng)。主要的HTML頁面有登錄界面、注冊(cè)界面和監(jiān)控界面。這些HTML放在嵌入式文件系統(tǒng)的／var／www目錄下。
(3)CGI腳本實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Web頁面的第二步是用C編寫CGI程序，CGI程序分為以下幾部分：根據(jù)POST方法或GET方法從提交的表單中接收數(shù)據(jù)；URL編碼的解碼；用printf()函數(shù)來產(chǎn)生HTML源代碼，并將經(jīng)過解碼后的數(shù)據(jù)正確地返回給瀏覽器。
3．2．6 遠(yuǎn)程視頻數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)
目前流行的瀏覽器有IE、FireFox、Chrome等，對(duì)于普通的文本及HTML文件支持的GIF、JPEG等格式的圖片都可以輕松的顯示，但對(duì)于實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)，這些普通瀏覽器無法正常的顯示。所以實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)接收模塊主要完成的工作是視頻數(shù)據(jù)的接收、RTP報(bào)文的解封裝、發(fā)送RTcP反饋信息、H．264視頻解碼和Web瀏覽器的顯示。
本系統(tǒng)采用ActiveX控件技術(shù)，嵌入在Web頁面中，來完成視頻數(shù)據(jù)的接收、RTP協(xié)議、解碼和最后的顯示工作。最重要的一點(diǎn)，系統(tǒng)采用雙緩沖技術(shù)，來滿足視頻的解碼速度的問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放。具體流程圖如圖6所示。

4 系統(tǒng)的測(cè)試與結(jié)論
本文設(shè)計(jì)了一種基于ARM S3C2440的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，首先通過USB采集中星微攝像頭作為服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)利用V4L2技術(shù)對(duì)USB攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)送入H．264編碼模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮，壓縮后的數(shù)據(jù)經(jīng)過視頻服務(wù)器RTP封裝打包，最后通過嵌入式Web服務(wù)器與遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控客戶端進(jìn)行交互。本系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行了測(cè)試，目標(biāo)定位信息接收速率為1次／s，動(dòng)態(tài)定位精度小于等于10 m；能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)視頻傳輸，且視頻傳輸流暢，圖像最大分辨率可達(dá)VGA(640×480像素)，視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量優(yōu)于基于2．5G網(wǎng)絡(luò)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)(圖像最大的分辨率為320×240像素，且基本上只能傳輸靜態(tài)圖像)。