视频监控系统在智能家居中的应用
中国安防行业网    2013/10/22 15:02:00    关键字:视频监控系统,智能家居      浏览量:

  ·客户端:为任何一个拥有验证密码的介入局域网的计算机,通过浏览器访问视频服务器及得到实时监控图像。

  2.3系统硬件平台搭建

  1.视频服务器

  该视频服务器采用Intel公司的基于StrongARM嵌入式处理器芯片IntelXScale PXA255作为主体苍片,采用嵌入式Linux操作系统,采用USB摄像头捕捉视频.经MPEG一4算法压缩编码后,图像通过80211 b无线网卡通过局域网传输到宿主机.用户使用视频处理应用程序,对图像进行解压,即可查看远程视频影像。由于此视频服务器基于C/S模式无线传输,视频传感器可移动采集视频,并可实现多用户同时监控,因而可以使其作为独立的单元存在,并且具有体积小、处理能力强且功耗低的特点。

  视频服务器系统硬件平台选用美国Crossbow公司的Stargate处理机。开发板由母板和子扳组成,外观特征及部分接口如图2-3所示:

  图2-3嵌入式系统实验扳

  该系统板主要由基本系统和其他的扩展部分组成。基本系统足一个构成计算机系统的最小系统,包括CPU、RAM、ROM等,其中具体元器件说明见表2-1,硬件结构图见图2-4:

  CPU采用的是IntelPXA255 XScale芯片,Intel XScale微体系结构提供了一种全新的、高性价比、低功耗且基于StrongARM体系结构的解决方案,支持16位Thumb指令和DSP扩充。基于XScale技术开发的微处理器,可用于手机、便携式终端(PDA)、网络存储设备、骨干网(BackBone)路由器等。Intel XScale处理器的处理速度是Intel StrongARM处理速度的两倍,其内部结构也有了相应的变化:数据Cache的容量从8KB增加到32KB;指令Cache的容量从1 6KB增加到32KB;微小数据Cache的容量从512B增加到2KB;为了提高指令的执行速度,超级流水线结构由5级增至7级;新增乘/an法器MAC和特定的DSP型协处理器CPO,以提高对多媒体技术的支持;动态电源管理,使XScale处理器的时钟可达1GHz、功耗1.6W,并能达到1200MIPS。

  XScale微处理器架构经过专门设计,核心采用了英特尔先进的0.18|I m工艺技术制造;具备低功耗特性,适用范围从O.1mW--一1.6W。同时,它的时钟工作频率将接近1GHz。XScale与StrongARM相比,可大幅降低工作电压并且获得更高的性能。具体来讲,在目前的StrongARM中,在1.55V下可以获得133MHz的工作频率,在2.0V下可以获得206MHz的工作频率;而采用XScale后,在

  0.75V时工作频率达到150MHz,在1.0V时工作频率可以达到400MHz,在1.65V下工作频率则可高达800MHz。超低功率与高性能的组合使Intel XScale适用于广泛的互联网接入设备。

  其中PXA255处理器是Intel第一代XScale处理器改进更名而来,主要特点就是采用了双总线方式使数据传输更快,并增加了低电压(1.3 V 400 MHz)和回写数据缓存功能。

  2.摄像头

  项目中摄像头选择的是中星微ZC0301芯片USB摄像头,USB接口的普通摄像头价格低廉,性能较好,常被应用在可视电话、视频聊天和普通的视频监控等方面。ZC0301是中星微电子设计的第一块PC摄像头微处理器,这款芯片利用USBI.1的端口来与PC主机进行沟通,同时芯片内建的图象处理功能包括图象信号处理0SP),图象数据压缩及数据传输等。ZC0301的封装是小巧的28.PINLQFP,并不需要外接DRAM。强大的内置图象处理功能和JPEG译码功能使这款芯片为用户创造出高质量的图象。这款摄像头的主要参数为:

  ●完全兼容USBl.1;

  ■轻巧的28.PIN LQFP封装;

  _可通过外置的EEPROM来设定USB参数:

  ■支持来源于CMOS图象传感器的8.bit RGB原始图象数据;

  ·支持原始图象数据的输出以达到高质量的静态图象。

  三、智能家居中视频监控系统的实现

  由于智能家居视频监控系统受到数字化、网络化和低成本化的限制,视频服务器必须要以嵌入式系统为硬件开发平台。

  3.1嵌入式终端环境支持

  3.1.1嵌入式操作系统

  1、嵌入式系统的概念及分类

  嵌入式系统是以应用为中心,软硬件可裁减的,适应于对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统,亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。

  嵌入式系统集软硬件于一体,主要由嵌入式处理器、相关外围硬件设备、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。嵌入式操作系统是一种实时的,兼容微处理器的,支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

  二十世纪七、八十年代,各种嵌入式操作系统得到了蓬勃的发展,随着Intemet的飞速发展,面向Intemet的嵌入式系操作系统已作为主流产品。特别随着系统级芯片SOC的发展,嵌入式操作系统已开始能像硬件IP模块那样,作为IP嵌入至芯片中。嵌入式操作系统按其应用对象不同,有以下几类:

  ■基于或与Windows兼容:

  --WindowCE、嵌入式Linux、EPOC

  一工业与通信(传统)类:

  —jVxworks、PSOS、QNX、Neculeus、VRTX

  一单片机类:

  一iRMX、CMX、I.tC/OS

  ●面向工nternet类:

  一Palm05、Visor、HoPen、PPSM

  1、嵌入式linux系统的优势

  随着集成电路规模的不断提高,涌现出大量价格低廉、结构小巧、功能强大的CPU,给嵌入式系统提供了丰富的硬件平台。目前限制嵌入式系统发展的瓶颈突出的表现在软件方面。从二十世纪八十年代开始,出现了一些嵌入式操作系统,这些操作系统经过不断的发展、逐渐成熟,在各个领域得到了广泛应用。比较著名的嵌入式操作系统有Vxwork、pSOS、Neculeus和WindowsCE等,但这些商业产品价格昂贵,并不适合中低端的嵌入式系统和家庭个人使用,嵌入式Linux正是在这样一种市场环境下诞生的。

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