基于S3C2440處理器的遠程圖像無線監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

1.4 圖像數(shù)據(jù)的傳輸

通信單元承擔了圖像的數(shù)據(jù)傳輸任務。在本系統(tǒng)中，有兩種通信單元可供使用。一種是GPRS/CDMA無線傳輸模塊。它們通過串口與S3C2440處理器相連接，在以太網(wǎng)絡傳輸線纜難以鋪設的環(huán)境中可以使用這種通信方式。它的缺點是通信帶寬小，傳輸速度慢，但是如果對實時性要求不高，也能夠傳輸高清晰的靜態(tài)圖片。另一種通信單元是10MHz的CS8900a以太網(wǎng)絡傳輸模塊。它可與局域網(wǎng)相連接，然后將監(jiān)控圖像發(fā)送到局域網(wǎng)的監(jiān)控服務器或者通過網(wǎng)關發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上。這種通信方式速度高，實時性好，但監(jiān)控現(xiàn)場要安裝有線的以太網(wǎng)絡。

1.5 攝像機云臺的控制

攝像機的云臺控制接口采用RS485通信方式。因S3C2440內(nèi)部只有RS232的控制器，為此使用MAX485芯片設計了一個RS232到RS485的轉(zhuǎn)換接口。該電路原理如圖4所示。

圖4中RS485的數(shù)據(jù)流方向由GPE13口的電平進行控制。

2 系統(tǒng)軟件的設計

系統(tǒng)軟件包含下位機軟件、服務器軟件和客戶端軟件。下位機軟件部署在遠程圖像監(jiān)控設備上。這個軟件作為一個Linux的守護進程啟動，負責壓縮采樣到的圖像數(shù)據(jù)，并把壓縮后的圖像打包，然后通過Socket通信方式上傳到監(jiān)控服務器。如果使用GPRS/CDMA無線傳輸模塊，上位機軟件在系統(tǒng)啟動完成后，就自動進行PPP撥號，建立起一條TCP/IP的通信管道?？蛻舳塑浖渴鹪谝慌_連接到互聯(lián)網(wǎng)的PC機上，它提供給最終用戶瀏覽監(jiān)控畫面，設置監(jiān)控參數(shù)等功能。服務器軟件也部署在一臺連接到互聯(lián)網(wǎng)的計算機上。這臺計算機在互聯(lián)網(wǎng)上有固定的IP或者域名，服務器軟件作為一個后臺進程啟動，為客戶端和遠程圖像監(jiān)控設備之間的通信起到一個橋梁的作用。因為遠程監(jiān)控設備的IP地址是動態(tài)的，無法被客戶端直接尋址，因此就需要服務器作為雙方通信的中間橋梁。

下位機軟件通過驅(qū)動程序提供的接口，在遠程圖像監(jiān)控設備中完成硬件的初始化、控制等功能，同時又負責圖像的壓縮和傳輸。它是所有設備的控制中樞，因此這里著重描述下位機軟件的工作流程，如圖5所示。

為了省電，一些像SAA7113、攝像機和夜視紅外燈等大功耗的器件和設備只有在需要時才工作，所以這些設備在初始化時都是斷開電源的。

下位機程序讀取保存在設備上的設備ID號（該ID號是唯一的），以及監(jiān)控服務器的域名/IP地址和端口，然后下位機程序作為Socket連接的客戶端主動與監(jiān)控服務器進行連接。連接成功之后，送出設備的ID號。這時如果有監(jiān)控的客戶端想要查看某個遠程監(jiān)控設備的圖像，只要向監(jiān)控服務器發(fā)出請求，告訴服務器要連接的設備ID號，服務器就會根據(jù)這個ID號對應的Socket句柄，為客戶端和遠程監(jiān)控設備建立一個Socket連接通道。

3 總結(jié)

遠程圖像無線監(jiān)控系統(tǒng)在高壓輸電線路的覆冰監(jiān)測中得到了成功的應用。在野外全天候環(huán)境下，適時準確地監(jiān)測高壓輸電線路覆冰厚度，同時發(fā)出預警處理信息，從而有效地避免了斷纜事故的發(fā)生。

遠程圖像監(jiān)控技術是隨著計算機技術、數(shù)字通信技術、網(wǎng)絡技術、自動控制技術以及LSI、VLSI集成電路的發(fā)展而發(fā)展的，而基于ARM9嵌入式處理器的本系統(tǒng)正是這些技術學科相互交叉和融合發(fā)展的集中體現(xiàn)。實踐證明，ARM9處理器的低功耗、高性能和多功能的特性滿足了遠程圖像監(jiān)控的許多特殊需求，是實現(xiàn)遠程圖像監(jiān)控的很好選擇。