多媒體遠程聯動智能監控終端的設計

黃河清

摘要：根據當前監控系統的缺陷提出一種多媒體遠程智能監控系統，并就其中的核心設備一智能監控終端的設計與實現進行研究。硬件系統架構采用Davinci芯片，對各外圍芯片的配置及作用進行分析，同時對設備軟件系統的啟動配置流程及模塊進程劃分進行了設計。

關鍵詞：智能監控；視頻；Davinci

引言

隨著社會的發展與技術的進步，安全與監控的需求呈現出爆發式的增長。目前的監控技術手段多樣，但大部分集中于模擬方式，如紅外、煙霧、溫度感應監控，這些手段只能產生現場簡單聲光報警。另外模擬音視頻監控裝置需要復雜布線，并且設備種類多、總體成本高，無法實現任意點對點的音視頻通信，缺乏智能化監控機制。

在現實的安全監控應用中，當前的模擬或數字監控系統暴露出功能單一，離散度高，信息交互困難，大部分局限于現場報警，而缺乏遠程聯動。而隨著監控、溝通需求層次的提高，當前的各種監控手段無法滿足人們的多模式、智能化、可遠程聯動的監控并集成多媒體通信的新需求。

本項目構造一種多媒體遠程聯動智能監控系統，目的在于為小區、企業、倉庫、機關等單位和重要場所提供智能化、多模式的統一管理、報警聯動、遠程控制、音視頻多媒體信息交互等集高端安全監控、通信及娛樂于一體的統一平臺。本系統的部署可極大提升整區監控能力、管理服務水平，并具有各項費用(如水、電、氣)代收及廣告推送等增值服務功能。

系統架構

多媒體遠程聯動智能監控系統包括多個智能監控終端設備、1個多媒體服務后臺，以及配合交互的第三方資源，如移動手機、互聯網、公共安全平臺以及sP平臺。

該多媒體遠程聯動智能監控系統配置圖如圖1所示。

智能監控終端：實現管理、接收現場報警信號，并通過GSM移動網絡聯動到用戶手機，同時保存、發送報警信息到多媒體服務后臺通知小區值班人員；反之，接收用戶遠程命令及服務后臺的參數下發，調整設備工作于正確的模式下面：另外，智能監控終端之間及與服務后臺之間可以實現任意點對點音視頻通信。

多媒體服務后臺：接收智能監控終端的報警信號，實現對小區內所有智能監控終端的管理、地址映射參數下發及軟件在線升級服務，同時提供多媒體娛樂信息點播及公告通知、廣告信息的廣播推送：必要時，可以根據預

置的地址信息把報警信息聯動到公共安全平臺(如110、119)。

第三方資源：接收遠程報警聯動信息，用戶移動手機還可對智能監控終端進行遠程設置。

在以上各組成部分中，系統的關鍵設備為多媒體服務后臺和智能監控終端。多媒體服務后臺采用PC機部署，軟件采用c／s模式進行設計，描述語言采用Delphi。智能監控終端的設計與實現是整個系統的核心部分、本項目采用Davinci平臺進行設計與實現，下面對該部分進行詳細描述。

硬件平臺設計

德州儀器(TI)公司針對視頻應用領域推出達芬奇(Davinci)數字視頻技術平臺，這是針對數字視頻優化的基于DSP的系統解決方案，由4個基本單元組成：處理器、軟件、開發工具套件和支持(見圖2)。

根據Davinci體系結構及系統設備的功能需求，對智能監控終端的視頻處理模塊硬件系統設計目標是實現視頻數據的采集、編碼和傳輸，并且能夠承載操作系統，能通過遠程操作實現對設備的控制操作。該視頻處理模塊硬件平臺主要由Davinci DM6446主處理器、DDR2內存、NAND Flash、EEPROM、UART接口、以太網接口、視頻輸入輸出接口、電源系統和一些連接器、測試點組成(見圖3)。

DDR2采用兩片Micron公司的MT47H64M16BT型DDR2內存，用于存儲臨時中間數據或者實時視頻信號數據。NAND FLASH采用Samsung公司K9K1208，用于存儲UBOOT代碼、內核代碼和根文件系統。EEPROM采用Catalyst公司CAT24WC256，由I²C總線控制，遵循I²C總線協議，可用于存儲必要信息，如IP地址等。

硬件接口方面設置兩個串口，一個RS-232串口，用于調試使用，一個RS485串口，用于控制接口預留。使用MAX3221實現RS-232串口，完成收發電平3V到5.5v轉換。使用MAX3485實現RS485串口。由于DaVinciDM6446的UART接口電壓為1.8V，所以使用SN74AVC2T45DCTR完成電壓1.8v到3.3v的轉換。

視頻解碼模塊采用TI公司TVP5 146實現，將模擬視頻信號(cvbs)轉換為數字視頻信號YCbCrY[9:2]，由于TVPS146電平與達芬奇芯片電平不兼容，所以中間需加入一片SN74AVCB164245VR電平轉換芯片，實現1.8V與3.3V電平的互轉。

利用I²c總線連接3個模塊，分別實現LED控制、EEPROM控制和TVPSl46模塊的控制。利用TPS54310芯片將5V輸入電壓轉換輸出3.3V、1.8v和1.2V的內核及外圍工作電壓，為了保證電源的穩定性，使用TPS3808G09DBVR進行電源監控。

視頻處理軟件

軟件系統運行在基于DaVinci處理器平臺的視頻監控終端硬件之上，該平臺的處理器由主頻300MHz的ARM9核和600MHz的c64xx DSP核共同組成，操作系統采用MontaVista LinuxforDaVinci，內核為2.6.10，系統版本為

4.0。

系統的輸入輸出信號主要包括兩大類，一是來自于終端設備CCD所獲得的原始視頻數據流以及來自網絡經過壓縮的視頻數據流，另外就是來自多媒體服務平臺及移動手機的控制指令。

軟件系統需要完成終端設備及外圍監控器件的控制及視頻流的收發與壓縮處理，同時也要維護管理設備的必要工作信息。設備啟動后完成與服務平臺的控制信息交互并調用預先保存的工作參數進行工作。

設備維護管理在與服務平臺軟件的交互過程使用UDP協議進行廣播，服務平臺軟件UDP廣播使用預定的目的端口地址，其余的的配置管理交互過程使用預定的控制端口號進行TCP協議通信。視頻數據服務使用UDP協議進行目的端口為設定數據端口號的視頻數據流輸出。

根據系統功能設計，本軟件系統的基本模塊可劃分為如下三部分(圖41。

·模塊A一視頻數據服務進程：向指定目的IP地址發送經編碼后的視頻數據流；向指定端口地址發送編碼后的視頻數據流；維護控制輸入視頻數據流；編碼輸入視頻數據流：接收來自于服務平臺及遠程移動手機下發的控制指令：維護控制視頻編碼工作參數。

·模塊B－設備維護管理進程：完成同服務平臺軟件的設備信息交互：接收控制管理指令并發往各個目的模塊；回復查詢指令；維護系統工作參數。

·模塊c－外圍監控設備控制管理進程：接收來自服務平臺及移動手機的配置指令；使用串口服務向外圍監控設備發送控制指令從而控制外圍監控設備的運行狀態。

以上各個模塊功能的實現依賴于操作系統、算法庫以及DSP編解碼引擎的支持，同時也需要串口驅動、以太網驅動、視頻輸入驅動以及系統內存管理模塊的協同配合。

結語

多媒體遠程聯動智能監控系統的客戶對象是以小區為單位的房地產開發商或集團客戶，所以在傳輸部分還必須考慮信號衰減問題，可在長距離路徑中部署光纖傳輸媒介。該項目的應用范圍極具擴張性、可以使用于銀行、大型商務樓、政府公共部門等，在終端設備核心技術基礎上，可以進行相應的功能裁剪、擴展后應用于汽車防盜等其他安全領域。