3G嵌入式智能视频监控终端的设计

彭燕++张起贵++陈瑜

摘 要：提出了一种无线智能视频监控终端的设计方案，并选取了海思HI3515和SIM5216E分别作为终端的主控模块和无线通信模块，完成了整个终端系统的总体设计。

关键词：3G移动网络；监控终端；智能视频；硬件电路

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）19-0153-01

随着科技的进步和社会经济的快速发展，视频监控技术已经取得了长足的进步，并在人们的日常生活中被广泛应用，为生活带来了便利和安全保障。而最近几年兴起的3G移动互联网技术和嵌入式系统技术，使得基于3G网络的无线视频监控产品开始崭露头角，并在某些领域大量应用起来。

本文设计了一种集3G移动网络和智能视频分析与控制功能为一体的监控终端。

1 监控终端硬件设计

1.1 硬件总体设计

监控终端硬件的组成模块主要包括三大部分，分别是基于海思HI3515的主控模块、基于SIM5216E的3G通信模块和基于MT9D111的视频采集模块。硬件电路主要由HI3515主控电路、3G通信模块接口电路、CMOS视频采集电路、存储电路、电源供电电路、实时时钟电路、系统复位电路、系统调试电路等组成。硬件电路的总体结构如图1所示。

图1 硬件电路总体结构图

1.2 PCB设计

该终端选用了Cadence软件进行PCB的设计工作，Cadence软件的组件众多。PCB设计相关组件主要包括原理图绘制工具OrCAD Capture CIS、封装焊盘制作工具Pad Designer、PCB封装和版图设计工具Allegro PCB Design XL。

1.2.1 PCB网表生成

网表Netlist是PCB设计前期需要生成的一个重要文件，它集成了整个电路原理图的器件信息和电路逻辑关系，为PCB设计过程中的布局布线提供了方便。网表生成过程所使用的组件是OrCAD Capture CIS，需要完成的工作包括设置原理图设计环境、制作特殊器件模型、新建工程及原理图文件、绘制原理图、原理图DRC检测和创建网表Netlist。

1.2.2 PCB的层叠设计

PCB的层叠设计是至关重要的，其关系到PCB后续布局布线的便利性问题，完成该任务用到的组件工具是Allegro PCB Design XL。HI3515芯片采用TFBGA封装，封装尺寸为19 mm×19 mm，管脚间距为0.8 mm。根据海思提供的硬件设计用户指南，该终端的主控板采用13 cm×13 cm的4层PCB布线。按照由上到下的顺序，层叠结构如下：TOP层（信号层1/器件层1）、第2层（地平面层）、第3层（电源平面层）、BOTTOM层（信号层4/器件层2）。

2 监控终端软件设计

2.1 软件总体设计

嵌入式的软件开发环境一般为Linux，需要搭建包含Linux服务器、开发板终端和Windows服务器的局域网进行软件的开发和测试工作。该监控终端软件开发环境选择在虚拟机模式下进行，即利用Windows服务器建立Linux虚拟机，将Windows服务器、Linux虚拟机和开发板终端组成一个局域网，从而搭建起软件开发环境。

2.2 监控终端视频数据传输

该监控终端利用ISP（Internet Service Provider）提供的3G移动网络进行异常视频数据的传输。异常视频数据发送就是将本地保存的视频数据发送到用户终端。根据可能的需求，该软件模块假定了三个用户接收终端，即2.5/3G手机终端、邮箱终端和FTP服务器终端。经HI3515编码压缩后的JPEG图片一般在100 KB以内，而目前彩信容许的最大承载数据量为100 KB，因此，设定一条彩信承载一帧异常视频图像；经测试，HI3515编码压缩后的H.264视频，1 min的连续视频数据约为6 MB。

3 结束语

本文设计的3G嵌入式智能视频监控终端，融合了3G无线通信技术、嵌入式系统技术和智能视频分析技术，能够较好地提供远程无线视频监控服务，在提高视频监控应用灵活性的同时，也大大降低了使用过程中所产生的数据通信流量费。

参考文献

[1]刘翔，吕兰，罗菊.3G技术在视频监控中的应用研究[J].电视技术，2010（10）：103-104.

[2]李飞鹏.3G移动通信技术及其应用[J].信息通信，2011（4）：70-71.

〔编辑：王霞〕