3G嵌入式智能視頻監控終端的設計

彭燕++張起貴++陳瑜

摘 要：提出了一種無線智能視頻監控終端的設計方案，并選取了海思HI3515和SIM5216E分別作為終端的主控模塊和無線通信模塊，完成了整個終端系統的總體設計。

關鍵詞：3G移動網絡；監控終端；智能視頻；硬件電路

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0153-01

隨著科技的進步和社會經濟的快速發展，視頻監控技術已經取得了長足的進步，并在人們的日常生活中被廣泛應用，為生活帶來了便利和安全保障。而最近幾年興起的3G移動互聯網技術和嵌入式系統技術，使得基于3G網絡的無線視頻監控產品開始嶄露頭角，并在某些領域大量應用起來。

本文設計了一種集3G移動網絡和智能視頻分析與控制功能為一體的監控終端。

1 監控終端硬件設計

1.1 硬件總體設計

監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、存儲電路、電源供電電路、實時時鐘電路、系統復位電路、系統調試電路等組成。硬件電路的總體結構如圖1所示。

圖1 硬件電路總體結構圖

1.2 PCB設計

該終端選用了Cadence軟件進行PCB的設計工作，Cadence軟件的組件眾多。PCB設計相關組件主要包括原理圖繪制工具OrCAD Capture CIS、封裝焊盤制作工具Pad Designer、PCB封裝和版圖設計工具Allegro PCB Design XL。

1.2.1 PCB網表生成

網表Netlist是PCB設計前期需要生成的一個重要文件，它集成了整個電路原理圖的器件信息和電路邏輯關系，為PCB設計過程中的布局布線提供了方便。網表生成過程所使用的組件是OrCAD Capture CIS，需要完成的工作包括設置原理圖設計環境、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檢測和創建網表Netlist。

1.2.2 PCB的層疊設計

PCB的層疊設計是至關重要的，其關系到PCB后續布局布線的便利性問題，完成該任務用到的組件工具是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。根據海思提供的硬件設計用戶指南，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，層疊結構如下：TOP層（信號層1/器件層1）、第2層（地平面層）、第3層（電源平面層）、BOTTOM層（信號層4/器件層2）。

2 監控終端軟件設計

2.1 軟件總體設計

嵌入式的軟件開發環境一般為Linux，需要搭建包含Linux服務器、開發板終端和Windows服務器的局域網進行軟件的開發和測試工作。該監控終端軟件開發環境選擇在虛擬機模式下進行，即利用Windows服務器建立Linux虛擬機，將Windows服務器、Linux虛擬機和開發板終端組成一個局域網，從而搭建起軟件開發環境。

2.2 監控終端視頻數據傳輸

該監控終端利用ISP（Internet Service Provider）提供的3G移動網絡進行異常視頻數據的傳輸。異常視頻數據發送就是將本地保存的視頻數據發送到用戶終端。根據可能的需求，該軟件模塊假定了三個用戶接收終端，即2.5/3G手機終端、郵箱終端和FTP服務器終端。經HI3515編碼壓縮后的JPEG圖片一般在100 KB以內，而目前彩信容許的最大承載數據量為100 KB，因此，設定一條彩信承載一幀異常視頻圖像；經測試，HI3515編碼壓縮后的H.264視頻，1 min的連續視頻數據約為6 MB。

3 結束語

本文設計的3G嵌入式智能視頻監控終端，融合了3G無線通信技術、嵌入式系統技術和智能視頻分析技術，能夠較好地提供遠程無線視頻監控服務，在提高視頻監控應用靈活性的同時，也大大降低了使用過程中所產生的數據通信流量費。

參考文獻

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

[2]李飛鵬.3G移動通信技術及其應用[J].信息通信，2011（4）：70-71.

〔編輯：王霞〕