基于S3C2440处理器的远程图像无线监控系统设计方案

对图像监控系统，用户常常提出这样的功能需求：希望能够监控距离较远的对象。这些对象有可能分布在郊区、深山，荒原或者其他无人值守的场合；另外，希望能够获取比较清晰的监控图像，但对图像传输的实时性要求并不高，很明显，用传统的PC机加图像采集卡的方式很难满足这样的需求。

在嵌入式领域，ARM9系列微处理器在高性能和低功耗方面提供了最佳的性能，因此选用ARM9嵌入式处理器S3C2440设计实现了一个远程图像光线监控系统通过这个系统，可以远在千里之外控制一个摄像机进行图像采集并回传。如果这个摄像机有一个485接口的云台，还可以通过互联网远程控制摄像机的取景角度、镜头拉伸、聚焦等功能。

除了获取图像数据。系统还提供了多路开关控制和数据采集功能，可以连接温度、湿度等各类传感器和控制红外夜视灯等其他外部设备的开关状态。最后，通过GPRS或CDMA无线通信模块及Internel互联网将数据传至任何地方

1 系统设计

本系统采用三星公司的S3C2440嵌入式处理器和arm-linux2.4.26操作系统；S3C2440使用ARM920T内核，主频是400MHz；除了集成通用的串口控制器、USB控制器、A/D转换器和GPIO等功能之外，还集成了一个摄像头接门（CAMIF）（这个接口是远程图像采集的核心部分）。系统在S3C2440处理器的控制下，从CCD摄像机采集模拟视频信号，然后经过编码、DMA传输到内存缓冲，接着由软件对内存中的数字视频数据进行压缩和打包。最后通过通信单元将图像以IP包的方式发送到监控中心的服务器。整个系统的硬件结构原理如图1所示

1.1 图像采样接口

S3C2440的摄像头接口（CAMIF）支持ITU-R BT.601/656 YCbCr8比特标准的图像数据输入，最大可采样4096×4096像素的图像。摄像头接口可以有两种模式与DMA控制器进行数据传输：一种是P端口模式，把从摄像头接口采样到的图像数据转为RGB数据，并在DMA控制下传输到SDRAM（一般这种模式用来提供图像预览功能）；另一种是C端口模式，把图像数据按照YCbCr4:2:0或4:2:2的格式传输到SDRAM（这种模式主要为MPEG-4、H.263等编码器提供图像数据的输入）。上述两种工作模式都允许设置一个剪辑窗口，只有进入这个窗口的图像数据才能够传输到SDRAM。上述过程可用图2说明。

S3C2440的摄像机接口接收ITU标准的图像数据，不能直接接收CCD摄像机输出的模拟视频信号，因此还需要1片SAA7113视频解码芯片。SAA7113可以输入4路模拟视频信号，通过内部寄存器的不同配置可以对4路输入进行转换，输入可以为4路CVBS或2路S视频（Y/C）信号，输出8位“VPO”总线，为标准的ITU656、YUV 4:2:2格式。对SAA7113初始化需要通过I2C 总线进行，而S3C2440内部集成的I2C控制器正好可以实现这个过程。S3C2440的摄像机接口与SAA7113的连接原理如图3所示。