基于嵌入式Windows CE5．0的無線監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘要：以ARM9微處理器作為核心板的控制器，搭建無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺，擴展基于OV9650芯片的攝像頭接口和GPRS無線傳輸模塊的串口接口。利用Platform Builder5．O定制了合適的WinCE5．O的操作系統(tǒng)平臺，開發(fā)了OV9650芯片和GPRS傳輸模塊的串口驅動，設計了PC機端的監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，研究開源的XVID MPEG一4視頻編解碼軟件以及GPRS傳輸流程。通過有機結合事件編程和消息機制編程，調用底層VFW接口中的WIN32 API函數實現了監(jiān)控軟件的編譯。該監(jiān)控系統(tǒng)具有實時抓拍、定時監(jiān)控、錄像、安裝方便等特點。
關鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；WinCE5．O；ARM9；GPRS

0 引 言
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要以模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)和基于插卡的數字監(jiān)控系統(tǒng)為主。其中模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)布線工程量大，要耗費大量的存儲介質，查詢取證也十分繁瑣；基于插卡的數字監(jiān)控系統(tǒng)是由1臺PC機加圖像采集卡完成的，系統(tǒng)的成本高，而且PC機需要有人值守，無法在惡劣環(huán)境下使用。在視頻監(jiān)控領域中，如何使信息傳輸得更快，更穩(wěn)定，距離更遠，系統(tǒng)的成本、體積、功耗更低等問題是擺在當前技術研發(fā)人員面前的首要問題。
在此提出一種基于嵌入式Windows CE5．O的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)成本高、體積大、傳輸距離有限、功耗大、安裝不方便等問題。該系統(tǒng)的設計將為無線視頻監(jiān)控提供一種新的思路、方法和技術路線；在安防、遠程教育、遠程視頻會議、醫(yī)療系統(tǒng)等無線視頻領域具有廣闊的應用前景。

l 系統(tǒng)的整體硬件框圖介紹
基于嵌入式WinCE5．0的無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由嵌入式終端和服務器端的PC機組成。嵌入式終端平臺的微處理器選擇的是基于ARM9T20內核的S3C2440，S3C2440有豐富的接口，其中攝像頭接口與CMOS的攝像頭相連，串口與GPRS發(fā)射模塊相連；服務器端主要是1臺PC機和GPRS接收模塊。整個框圖如1所示。

系統(tǒng)首先通過S3C2440微處理器控制CMOS攝像頭采集圖像數據，經過壓縮編碼后，再通過GPRS無線發(fā)射模塊將壓縮后的數據發(fā)射出去，在服務器端的PC機通過GPRS接收模塊接收數據，并通過相應的應用程序，對視頻數據進行解碼，并通過屏幕顯示出來。其中包含有S3C2440微處理器的嵌入式終端平臺的核心控制板如圖2所示。

2 系統(tǒng)的擴展接口設計
2．1 攝像頭接口設計
攝像頭中用的圖像采集芯片為OV9650圖像傳感器，該圖像傳感器具有10位的數據接口和標準的SCCB接口，采用CSP一28封裝，體積小。
該芯片支持RGB(4：2：2)，YUV(4：2：2)，YCrCb(4：2：2)三種數據輸出格式，內置138個設備控制寄存器，地址分別從Ox00～Ox8A，通過SCCB接口可以方便地設置傳感器視窗大小、增益、白平衡校正、曝光控制、飽和度、色調等參數。包含有圖像傳感器OV9650攝像頭模塊如圖3所示。
S3C2440有一個專用的攝像頭接口，CPU可以直接和CMOS圖像傳感器連接，當0V9650輸出數據格式為8位的YUV時，要用到數據線D2～D9(D9為MSB位，D2為LSB位)；當輸出的數據格式為10位RGB，用數據線D0～D9(D9為MSB位，D0為LSB位)，該系統(tǒng)用YUV格式。該攝像頭模塊與S3C2440的Camera接口連接，其電路圖分別如圖4～圖6所示。

其中用到了TI公司的電平轉換芯片74LVC4245，是一種雙電源的電平移位器，電平移位在其內部進行。5 V端用5 V電源作為VDD_CAM，而3．3 V端則用3．3 V作為VCC33。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅都能達到滿電源幅值。