行车事故现场视频传输系统设计

张侨　王琨琦

【摘 要】本文给出了一种行车事故现场视频传输系统的设计方法，采用ARM11处理器，以S3C6410为核心建立行车事故现场视频传输的发送部分，用3G WCDMA模块作为视频通信传输。接收部分采用PC机，完成视频图像的接收、解码和播放。

【关键词】视频传输；3G；ARM11处理器；PC机

0 引言

近些年，由于中国经济的发展，人们拥有车辆数越来越多。同时，交通事故的发生率也增多。截至2014年底，公安部统计数据表明：全国每年涉及人员伤亡的交通事故有16万左右，直接导致人民财产损失大约8亿元左右。其中，交通事故死亡人数为3.4万多人，比2013年增長了8.5%。可见，我国交通事故死亡人数逐年呈上升趋势。因此，用现代科学的方法来管理道路交通安全水平，降低交通事故发生率，让交通管理能够真正地走向智能化和科学化是交通管理需要解决的难点之一[1]。

因此，本文研究的目的是发生一般交通事故时，运用网络技术将行车记录仪当中的视频文件传输给交通事故鉴定中心，鉴定中心根据视频信息按照交通法律法规处理。发生一般交通事故时，既可以避免由其引起的交通拥堵，也为事故的判断提供了事实依据，从而使交警有更充足的时间去处理其他较大的事故[2]。意义在于发生一般交通事故时，避免双方争执，防止交通拥堵；节约时间，提高交警和保险理赔的工作效率；给交通事故鉴定提供法律依据[3]。

1 系统的总体设计

该系统是基于Friendly ARM公司生产的Tiny6410 ARM11的开发板，运用三星S3C6410处理器，由采集视频压缩部分、无线数据传输部分和接收部分组成。采用行车记录仪对车辆行驶的全过程进行视频采集，利用H.264多媒体编解码器对视频压缩和编码。数据传输部分使用3G无线网络通信协议，采用嵌入式的方法来实现TCP/IP协议。在无线连接基站与数据交换时，采用动态IP完成。接收部分由PC机来完成各项操作。

车事故现场视频传输系统的视频传输原理为：将行车记录仪当中的视频文件传送给S3C6410处理器，再通过无线通信模块，利用3G或者4G网络将视频文件传送给交警部门和保险公司理赔部门，视频传输原理框图如图1所示。

2 行车事故现场视频传输系统的硬件设计

2.1 S3C6410主板

主板是指能够正常运行的最小系统，并且所用的电路元器件应当最少，其是进行电路硬件整体设计和调试的第一步。该主板设计包括中央处理器、供电部分、外部晶振、UART串口、NAND Flash存储器和JTAG调试接口等电路组成[4]。

2.2 供电模块

S3C6410需要的电源主要有：Core电源1.2V、IO电源3.3V、PLL模拟电源1.3V和PLL数字电源1.3V。系统中，电源通过适配器转变为12V电压，再由稳压芯片将该电压转换成各项匹配的电压。在系统电路设计中，采用了模拟电压。所以，在解决数字、模拟信号串扰时，将模拟量和数字量分开布置，然后再用电感叠层法将其连接。外围器件的电源主要有比如：1.8V的SDRAM供电电压、3.3V的USB供电电压等等，具体的电源布置结构如图2所示。

2.3 调试模块

S3C6410的调试模块主要用UART接口电路，UART是处理总线数据和串行接口之间的串并数据转换作用，也是设备间的重要通信接口。在发送数据时，内部数据经过并行总线形成FIFO队列，再发送给移相器，然后由信号线TXD0发送出。在接收数据时，先转换串口外部信号电平，再由信号线RXD0接收，流程和发送数据时相反。

2.4 3G无线通信模块

该模块运用华为EM770模块来实现，主要利用其支持标准的AT指令集、内置无线通信协议栈、短信、数据传递、语音传递、USIM卡等业务。外部使用Mini PCI Express通用接口，该接口信号包括：电源、USIM卡信号、音频输入输出信号、复位信号、PCM接口、UART接口、高速USB接口等等。设置为HSPA模式时，EM770数据下载最高速率约为7.2Mbps，数据上传最高速率约为5.76Mbps，一般模式时约为384kbps。

3 系统软件设计

3.1 网络模块

开发板上采用EM770 WCDMA，运用3G网络连接到Internet；PC机也是通过EM770 WCDMA将信息发送到Internet，完成网络远程连接，实现信息远程传输。

在实验中，采用直接拨号的方法来实现网络的连接。制造商虽带有Linux环境下的连接拨号程序，但是存在程序被频繁启动和关闭而带来的诸多问题。为了解决此问题，采用程序集成RAS拨号的方法来实现网络拨号和管理，让其应用软件的功能更强，操作更便捷。

3.2 IP协议

采用TCP IPv4协议对视频文件进行传输发送并且进行信息反馈。在系统中，服务器和客户端都采用TCP Socket套接字函数对视频文件进行读和写操作，并建立起数据连接关系，基本TCP客户/服务器程序的套接字函数图如图3所示。

4 系统测试结果

系统功能测试，步骤如下：先运用行车记录仪作为采集视频工具，再由无线通讯模块来完成视频传输，并且进行信息的接收。测试过程：视频由采集到发送，再到接收即可完成。当视频分辨率为320*240，视频采集速率为20帧/秒时，整个系统运行流畅。在设置帧间隔为15帧/秒的测试中，视频传输基本没有丢包的情况，呈现的视频画面效果良好。监控中心PC机上的画面质量清楚且完整，各项功能指标值均在合格范围内。实验中在PC机上播放的视频界面截图如图4所示。

5 结论

实验测试结果表明，该行车事故现场视频传输系统设计方案可行性，接收端视频播放质量好，为交通事故鉴定视频传输的设计原型，具有广阔的市场前景。下一步将提高无线视频传输的传输速度，进一步提高稳定性和传输效率。

【参考文献】

[1]梁桂航，于京诺，宋进桂，苏子林.基于GSM技术的汽车行驶记录仪在物流车辆管理中应用[J].物流技术，2010，4.

[2]孙永亮，于复生，王雪，董茂起.基于GPS与GSM的车载监控装置[J].机电产品开发与创新，2009，11.

[3]余国平.“绿匣子”一引领智能交通时代[J].汽车与安全，2002（10）：10-11.

[4]于晓丹，李全虎.基于3G的无线视频传输硬件系统设计[D].内蒙古：内蒙古大学，2011：1-2.

[责任编辑：朱丽娜]