基于3G手机的视频监控系统的设计

摘要：3G网络的发展，手机将成为信息社会的核心枢纽，随时、随地地进行远程检测实时监控已成为需求。介绍了基于Micro2440开发板的手机视频监控系统，前端视频采集以ARM920t内核的嵌入式微处理器S3C2440为硬件核心，以WinCE为嵌入式实时操作系统。传输系统采用中国联通的WCDMA无线网络，应用万维网作为服务器，后端监控系统驱动程序开发在Platform Builder中完成，应用程序在EVC可视化开发环境中完成。通过实验，证明了系统设计的正确与合理：已在3G手机中显示图片，图片清晰，性价比高，系统稳定性好。
关键词：WCDMA；手机；ARM9；WinCE；视频监控

随着3G网络技术的快速发展以及3G手机各项功能的增强，使得利用3G手机实现随时随地的视频监控已成为可能。而嵌入式技术作为当今IT业的热门技术，各种嵌入式芯片如DSP，ARM，SOC等被广泛应用于数码、安防、交通信号采集、远程医疗等领域，可以预见未来便携式多功能的个人医疗数字服务终端会像手机一样普及，用户可以随时随地地将自己重要的生理信息实时、准确、快速地传送到远程医疗中心或家庭护理专家处，从而得到医生的专业建议和指导，实现远程医疗监护的应用。文献中的无线监控系统也用到ARM9芯片和WinCE操作系统，但对软件设计部分论述不清晰，文献论述的基于ARM的无线视频监控系统只介绍了简单的硬件结构和程序流程图，没有给出实验结果，文献只给出了仿真图，文献论述的基于3G的手机远程监控系统也只介绍了简单的系统框图和应用实例，并没有实验结果，文献均采用ARM9内核嵌入式芯片，且采用Linux操作系统，但是都没有实验验证，且主要论述的是Linux内核编译。本文设计一种基于ARM9芯片的3G手机嵌入式视频采集系统，该系统与参考文献所论述的视频采集系统相比，具有体积小、能耗低、更新维护方便、开发难度低等特点。

1 系统硬件结构
本系统的硬件平台实物如图1，鉴于系统的可靠性、可扩展性、可维护性，本系统采用模块化的设计原则，整个系统的视频采集系统硬件由3个部分构成。

1．1 微系统核心模块
该模块是由嵌入式微处理器S3C2440A，NANDFALSH接口电路、SDRAM接口电路和总线接口电路组成。S3C2440是三星公司基于ARM920T内核的32位RISC微处理器芯片，为手持设备及一般类型的应用提供低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。采用了新的总线架构AMB-A，其内核还实现了MMU，Harvard高速缓冲体系结构。另外其加强的ARM体系结构MMU支持WinCE，Linux和EPOC32等操作系统，支持ARM调制体系结构，支持从NAND FLAsH存储器启动。而且，它还集成了丰富的片上功能，如LCD控制器、UART接口、USB主从接口、I2C接口、CAM IF单元等。
SDRAM虽掉电不能保存数据，但它有非常高的读写速度，故适合主程序的运行。本系统采用2片32 MB型号为HY57V561620的芯片级联构成64 MB的SDRAM存储器，该芯片的内部存储结构是4 Banks×4M×16 b，共4个Bank。NAND FLASH存储系统采用三星公司的K9F1208U0M芯片，存储容量为64M×8 b。核心模块与外设控制模块的接口连接由总线接口实现。
1．2 视频采集模块
该模块采用Micro2440开发板自带的CMOS摄像头接口，直接使用友善之臂提供的CAM130摄像头模块，该模块由一个130万像素的CMOS图像传感器OV9650及其接口电路、电源电路组成。选择CMOS传感器是因为它有集成度高、体积小、功耗低、编程方便、易于控制、成本低等优点，并且该类型的传感器正向低噪声和高灵敏度等方向发展，故CMOS传感器是目前低像素图像采集系统的最佳选择。接口电路将图像信号进行A／D转换和处理，传送到处理器的CAM IF。微系统核心模块通过I2C串行总线实现对传感器的控制。电源电路由电源转换芯片AS1117为摄像头提供1．8 V和2．8 V电压，其中2．8 V电压是通过可调压芯片分压得到(即为图2中的VDD_CAM)。该模块的供电电压为3．3 V，与微系统核心模块的供电电压是一致的，无需另外单独提供。