基于Windos CE的车载视频监控终端设计

摘要；通过对现有车载视频监控终端的改进研究，提出了新型车载视频监控终端的硬件设计思路及软件设计方案；给出了硬件控制处理器技术开发设计、视频编解码模块功能设计和无线传输模块应用功能的设计思路；实现了在车载视频监控操作系统管理下主要软件模块的功能，分析了其开发的关键技术。

关键词：车载终端；ARM；Windows CE

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）04-0880-03

Vehicle Video Monitoring Terminal Designed Based on the Windos CE

PENG Rui

（Chongqing University of Posts and Telecommunications， Chongqing 400065，China）

Abstract： By improvement of the existing vehicle video surveillance termina，we proprsr the new vehicle video surveillance termina.Gives hardware control processor technology development and design，video codec module functional design and wireless transmission module application functionality design ideas.Achieved in under the car video surveillance operating system management all function of the major software modules，analyzed the development of key technology.

Key words： Wireless communication； Vehicle terminal； ARM ； Windows CE

当今的交通领域结合个人通信、GPS、互联网和数据库等技术，形成了智能交通系统ITS（Intelligent Traffic Systems）[1]。所谓智能交通系统就是利用现代高新技术对已有的的交通设施进行改进，达到提高道路利用率，减少车辆行驶时间，增加车辆和行人的安全性等目的。因此本文设计的视频监控终端可用于收集和传递路的状况信息（如车流量、路口拥堵、车祸情况等），这些信息能让车载系统获得关于道路及交通环境的信息，并通过现有的无线网络传递至后台终端，这样有利于提高道路的通行能力，改善道路拥堵情况，也可以减少车祸的发生，保护公民的人生安全。

1 系统硬件设计方案

硬件设计思路

我们把车载视频监控终端安装在受控车辆上，让其执行信息采集、信息传送、信息接收、信息处理和车内控制等任务，它的硬件主要由LCD模块，电源模块，USB接口模块 ，存储器模块，处理器模块，视频采集模块，网络接口模块等组成，系统的整体框架设计如图1所示。

1.1 终端设备的控制器

我们采用先进的嵌入式ARM微处理器S5PC100芯片作为车载监控终端的主控器件，它采用 64位内部总线构架，包括动态视频处理，显示控制和缩放等强大的硬件加速器，并支持不止一种格式的硬件编解码，如：MPEF-1/2/4、H263/H264、CV-1、DivX。其硬件加速功能不仅可以实现实时的模拟电视输出和视频会议，同时还支持NTSC和PAL模式的HDMI。它提供多种硬件资源，如： 24bit LCD接口、TVout接口、4 路串口、SD卡接口、SPI、100M网口、Camera输入接口、USB2.0-OTG接口，USB Host接口、音频输入输出接口、按键接口、I2C接口等，具有较丰富外设和较高的主频，当嵌入式系统要求较高性能和处理能力时，此芯片可以适用。

采用内置于S5PC100芯片中的FIMV-MFC4.0视频编/解码器。它支持MPEG（SP/ASP）/H.263（Profile3）/H.264（BP/MP/HP）编码和解码，由视频流处理器（VSP）、视频微块处理器（VME）组成。

1.2 图像传输模块

该部分由外接的无线网卡来实现。无线网卡可与S5PC100集成的USB Host接口直接相连，工作在2.4 GHz的ISM频段，采用直接序列扩频通信方式，遵从802.11g协议，传输速度可达54Mbps。本系统通过开发板和主机之间的无线网卡构建无线局域网络，能够实现点对点的无缝连接，用户通过此无线网络可以实现文件传输、视频通信等应用。

2 车载视频监控系统开发关键技术

本部分主要叙述图 1中用于数据采集和通信的嵌人式计算 机系统中的软件设计方法。嵌入式系统的软件设计包括两个部 分，即操作系统定制和应用软件设计。嵌入式操作系统选用 Windos CE；应用程序则使用 Visual Studio 2005进行开发 。软件设计主要任务是通过程序对各硬件模块进行控制，以实现采集、编解码、无线发送等操作。

系统软件设计

2.1软件平台

本方案采用Win CE作为嵌入式操作系统 。 Win CE是微软公司专门为信息设备 、 移动应用 、消费类电子产品等领域而开发的嵌入式操作系统。它包括如下几个模块：内核模块、设备管理模块、文件系统模块 、图形及窗口事件模块、网络及通信模块、设备驱动模块和0AL模块等，图2是整个系统的基本结构。

2.2 应用软件设计

软件设计采用Visual Studio 2005，基于高效简洁的Microsoft Foundation Class类库方式以提高软件编写效率。软件设计任务包含三方面内容：摄像头控制程序、编码器控制程序、无线网卡控制程序。

2.2.1 视频录入

摄像头工作基本流程如图3所示。

capInitCamera（） 用来初始化视频设备，并获取当前可用的视频设备数目；

capSetVideoFormat（） 设置视频格式和分辨率；

capGrabFrsme（） 从驱动中抓取1帧图像，并存储在缓存lpFrameBuffer中；

capGetLastJpeg（） 将抓取的MJPEG格式的图像转换成JPEG格式，送到无线发送模块；

capCloseCamera（） 关闭视频设备。

2.2.2 编/解码器

视频比特流经由处理器内部64位的AXI总线，被DMA（直接内存访问）模块送入VSP。VSP主要功能为读取比特流中的基本语法单元并通过熵函数对其进行分析测算。VSP模块中内嵌一个ARM7处理器，支持通过时分复用方式同时处理两路不同标准下的数据流。VME中的各个模块处理视频流中的亮度与色度信息，完成具体的编解码过程。VME与外部存储器之间的数据接口仍然通过64位AXI总线实现

麦克风设备会对音频信号进行采集，然后经由音频输入接口传递至处理器进行PCM编码，NYwQ7R+lI0mzZKUaDCkElnFRqv7sIw6B2ouOYSTR5OY=数字化处理过后的音频信号会经由IIS总线传递至ARM处理器，然后由CAT模块对其进行编码压缩。前端摄像头采集到的数据经过视频输入接口传递至编解码芯片中进行解码工作。解码后的视频传递至主控芯片，然后经由H.264[4]硬件编码器进行数据的压缩编码。

2.2.3网络传输

JRTPLIB库是RTP协议[5]的开源库，我们可以通过这个库来建立端到端的RTP连接，实现数据的传输。首先要进行RTP会话的初始化工作，在接收端和发送端它们的初始化流程是一样的，我们需要设置一些RTP会话的基本参数以及需要给客户端知道的端口号（该端口的值必须为偶数）。在参数设置完以后，就可以进行数据的发送工作了，在这一步我们需要设置好目标地址，RTP协议允许一对多的通信。目标地址设置完以后，我们通过调用SendPcaket（）像所有目标地址发送数据。

在接收端，我们通过调用POLLData（）来接收数据，在收到有效数据后，接着调用GetNxetPacket（）来抽取出RTP数据报。最后，在处理完RTP数据报以后，对其进行释放。

3 结束语

随着无线电通信网络和各种先进车载电子设备的飞速发展，车载终端不仅需要更高的处理能力、更丰富的接口，还需要更快的数据传输速度。本文提出的视频监控终端通过收集和传递道路的状况信息（如车流量、路口拥堵、车祸情况等），使车载系统获得关于道路及交通环境的信息，并通过现有的无线网络传递至后台终端。本系统实现了终端的一些基本功能，具有一定理论意义，但其实际应用还需要进一步的研究和完善。

参考文献：

[1] 江吉智.基于 GPS/GSM 的车辆监控系统的设计与实现[D].成都：西南交通大学，2003.

[2] 吴宁，罗安，雷震.基于流媒体技术的智能视频监视系统[J].自动化仪表，2007，28（7）： 35-38.

[3] 陈显楚，郭其一.基于Windows CE的嵌入式车载监控系统设计[J].计算机测量与控制，2007，15（1）：85-87.

[4] 李东江，唐义平.H.264中CAVLC的分析与实现[J].网络安全技术与应用，2008（1）：64-66.

[5] 赵臣兵，刘力柱.基于RTP协议的视频实时采集与传输研究[J].微机算机计算，2006，22（6）：124.