3G嵌入式智能視頻監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)

彭燕++張起貴++陳瑜

摘 要：提出了一種無(wú)線智能視頻監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)方案，并選取了海思HI3515和SIM5216E分別作為終端的主控模塊和無(wú)線通信模塊，完成了整個(gè)終端系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控終端；智能視頻；硬件電路

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）19-0153-01

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并在人們的日常生活中被廣泛應(yīng)用，為生活帶來(lái)了便利和安全保障。而最近幾年興起的3G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，使得基于3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線視頻監(jiān)控產(chǎn)品開(kāi)始嶄露頭角，并在某些領(lǐng)域大量應(yīng)用起來(lái)。

本文設(shè)計(jì)了一種集3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和智能視頻分析與控制功能為一體的監(jiān)控終端。

1 監(jiān)控終端硬件設(shè)計(jì)

1.1 硬件總體設(shè)計(jì)

監(jiān)控終端硬件的組成模塊主要包括三大部分，分別是基于海思HI3515的主控模塊、基于SIM5216E的3G通信模塊和基于MT9D111的視頻采集模塊。硬件電路主要由HI3515主控電路、3G通信模塊接口電路、CMOS視頻采集電路、存儲(chǔ)電路、電源供電電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、系統(tǒng)復(fù)位電路、系統(tǒng)調(diào)試電路等組成。硬件電路的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 硬件電路總體結(jié)構(gòu)圖

1.2 PCB設(shè)計(jì)

該終端選用了Cadence軟件進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)工作，Cadence軟件的組件眾多。PCB設(shè)計(jì)相關(guān)組件主要包括原理圖繪制工具OrCAD Capture CIS、封裝焊盤(pán)制作工具Pad Designer、PCB封裝和版圖設(shè)計(jì)工具Allegro PCB Design XL。

1.2.1 PCB網(wǎng)表生成

網(wǎng)表Netlist是PCB設(shè)計(jì)前期需要生成的一個(gè)重要文件，它集成了整個(gè)電路原理圖的器件信息和電路邏輯關(guān)系，為PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中的布局布線提供了方便。網(wǎng)表生成過(guò)程所使用的組件是OrCAD Capture CIS，需要完成的工作包括設(shè)置原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境、制作特殊器件模型、新建工程及原理圖文件、繪制原理圖、原理圖DRC檢測(cè)和創(chuàng)建網(wǎng)表Netlist。

1.2.2 PCB的層疊設(shè)計(jì)

PCB的層疊設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，其關(guān)系到PCB后續(xù)布局布線的便利性問(wèn)題，完成該任務(wù)用到的組件工具是Allegro PCB Design XL。HI3515芯片采用TFBGA封裝，封裝尺寸為19 mm×19 mm，管腳間距為0.8 mm。根據(jù)海思提供的硬件設(shè)計(jì)用戶指南，該終端的主控板采用13 cm×13 cm的4層PCB布線。按照由上到下的順序，層疊結(jié)構(gòu)如下：TOP層（信號(hào)層1/器件層1）、第2層（地平面層）、第3層（電源平面層）、BOTTOM層（信號(hào)層4/器件層2）。

2 監(jiān)控終端軟件設(shè)計(jì)

2.1 軟件總體設(shè)計(jì)

嵌入式的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境一般為L(zhǎng)inux，需要搭建包含Linux服務(wù)器、開(kāi)發(fā)板終端和Windows服務(wù)器的局域網(wǎng)進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)和測(cè)試工作。該監(jiān)控終端軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇在虛擬機(jī)模式下進(jìn)行，即利用Windows服務(wù)器建立Linux虛擬機(jī)，將Windows服務(wù)器、Linux虛擬機(jī)和開(kāi)發(fā)板終端組成一個(gè)局域網(wǎng)，從而搭建起軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。

2.2 監(jiān)控終端視頻數(shù)據(jù)傳輸

該監(jiān)控終端利用ISP（Internet Service Provider）提供的3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行異常視頻數(shù)據(jù)的傳輸。異常視頻數(shù)據(jù)發(fā)送就是將本地保存的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶終端。根據(jù)可能的需求，該軟件模塊假定了三個(gè)用戶接收終端，即2.5/3G手機(jī)終端、郵箱終端和FTP服務(wù)器終端。經(jīng)HI3515編碼壓縮后的JPEG圖片一般在100 KB以內(nèi)，而目前彩信容許的最大承載數(shù)據(jù)量為100 KB，因此，設(shè)定一條彩信承載一幀異常視頻圖像；經(jīng)測(cè)試，HI3515編碼壓縮后的H.264視頻，1 min的連續(xù)視頻數(shù)據(jù)約為6 MB。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的3G嵌入式智能視頻監(jiān)控終端，融合了3G無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和智能視頻分析技術(shù)，能夠較好地提供遠(yuǎn)程無(wú)線視頻監(jiān)控服務(wù)，在提高視頻監(jiān)控應(yīng)用靈活性的同時(shí)，也大大降低了使用過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信流量費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉翔，呂蘭，羅菊.3G技術(shù)在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用研究[J].電視技術(shù)，2010（10）：103-104.

[2]李飛鵬.3G移動(dòng)通信技術(shù)及其應(yīng)用[J].信息通信，2011（4）：70-71.

〔編輯：王霞〕