基于3G网络的无线视频监控终端设计

杨 春

(山西省煤炭运销公司，山西太原030024)

随着科技的日新月异，视频监控市场也得到了飞速发展。视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。视频监控已经渗透到教育、政府、娱乐场所、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域。但是，在一些没有架设网路线路的地区(如高压输电线、山区林地、高速公路沿线、油田无人区、边防岸线等)再架设线路势必会耗费很大的财力及物力。而无线视频监控正好弥补了有线监控的缺陷，它可以摆脱线缆的束缚，具有安装周期短、维护方便、扩容能力强和迅速收回成本等优点［1］。

现今的视频监控产品中，多是针对有线网络的实时监控，因为在无线环境中，速度成为一个难以逾越的瓶颈问题。3G网络的到来，将无线速率提升后对于视频数据的传输提供了很大的支持。因此，设计3G无线监控终端有重大意义。

1 3G视频监控终端的总体设计方案

1.1 监控终端结构

图1 整体结构框图

本终端是以DM642为核心(内嵌H.264算法)，主要包括视频模块、存储模块、通信模块以及其他外围电路部分。视频模块由三块解码器芯片组成，采用切换方式以支持两复合视频输入和一路视频输出显示;存储模块通过DM642的EMIF接口扩展片外存储器SDRAM和FLASH，并通过CPLD控制FLASH片内分页寄存器的读写;通信模块部分利用CPLD控制并口传输模式，实现时序逻辑以及数据传输［2］。本终端可以通过短信、命令台控制、终端服务器、定时以及报警触发方式启动，并能实现CIF格式数据连续监控，同时可以实时采集现场数据。图1为整个终端的结构框图。

2 3G监控终端硬件电路设计

本终端采用TVP5150来采集视频流，将视频流发送到TMS320DM642芯片的 VP0、VP1及 VP2口［3］。在 DSP中植入H.264算法来压缩输入的视频流，并通过CPLD芯片控制并口，将压缩后的视频流发送到3G模块。

2.1 视频采集电路设计

本设计采用的解码器芯片是TVP5150。TVP5150A是一款由美国德克萨斯仪器公司(TI)开发生产的低功耗视频解码芯片［4］。它可以将输入的NTSC、PAL和 SECAM 视频信号转换成8位 ITU－R BT.656格式的数字码流，同时还能输出分离的视频同步信号。TVP5150是超低功耗的解码芯片，支持NTSC/PAL/SECAM等格式的高性能视频解码器，在正常工作时，它的功耗仅115 mW，并且具有超小封装(32脚的TQFP)，因此非常适用于便携、批量大、高质量和高性能的视频产品。它可以接收2路复合视频信号(CVBS)或1路S－Video信号。通过单片机I2C总线设置内部寄存器，可以输出8位4∶2∶2的ITU －R BT.656信号(同步信号内嵌)，以及8位4∶2∶2的ITU－R BT.601信号(同步信号分离，单独引脚输出)，视频采集电路原理图如图2所示。

2.2 3G模块电路设计

本监控终端采用的3G模块是华为公司生产的MC703。MC703模块提供了符合工业应用的工作温度范围，可以达到从－30℃ ～+75℃，模块经过严格的ESD防静电测试，SIM卡和USB接口经过了8 kV以上的静电测试考验。MC703支持800MHz/1900MHz频率，提供1个串口，1个USB2.0接口，2路语音接口，8路GPIO接口，2路ADC接口，并支持标准的AT指令集和华为扩展的AT指令集，符合ROHS认证［1］。新的模块接口采用板对板60pin接口，符合工业领域应用的需求。MC703模块支持CDMA 2000 1XRTT、CDMA 2000 1x EVDO。最大功率下工作电流小于680 mA，其电路原理图如图3所示。

图2 视频采集电路原理图

图3 MC703电路原理图

3 3G监控终端软件设计

本监控终端的工作流程是将TVP5150解码的数字视频流经过H.264压缩后，利用CPLD控制并口向3G模块发送视频流数据或温度采集数据，使整个系统实现无线监控功能。其软件流程如图4所示。

图4 3G监控终端软件流程图

4 结束语

本终端采用TVP5150视频解码芯片，将摄像机采集的模拟视频信号转换成数字信号输入到DSP中，通过在DSP中植入的H.264算法来压缩终端接收到的视频流，这能够满足高精度实时视频监控的需求，并整合了3G网络和Internet网络的优势，无论客户身在何处、在何时间，都可以迅速接入系统，随时随地进行远程监控管理。

［1］史迎馨，邹宽城.3G网络基础上移动视频监控系统平台的设计［J］.通化师范学院学报，2009，30(10):41 －42.

［2］张雄伟，陈亮，徐光辉.DSP芯片的原理与开发应用［M］.第3版.北京:电子工业出版社，2007.

［3］刘富强.数字视频监控系统开发及应用［M］.北京:机械工业出版社，2003:2－17.

［4］戴逸民，梁晓雯，裴小平.基于DSP的现代电子系统设计［M］.北京:电子工业出版社，2002:394－399.