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ARM11嵌入式视频监控系统中云台控制模块的设计
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2017-10-27
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随着多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，视频监控技术在国民生产生活的各个领域得到了广泛应用。而云台控制系统的出现为增加视频监控系统的监控范围、提高摄像头的监控效率起到了巨大作用。对于云台控制系统，参考文献［1］提出了基于DSP芯片的云台控制系统，参考文献［2］提出了在Visual C++编程中利用ActiveX控件实现云台控制的方案。但是，这些方案由于没有现成的开发工具支持，开发周期长、成本高且开发出来的系统在网络环境不佳时，运行不够稳定。针对这种情况，以及ARM11微处理器具有优异的多媒体数据处理能力和高度智能化的特点，本文提出了运用Net-SNMP开发工具，通过在嵌入式ARM11平台上移植SNMP代理的方法实现IP网上云台的远程控制方案。
1 基于ARM11的嵌入式视频监控系统
如图1所示为典型的嵌入式视频监控系统［3］，S3C6410处理器通过控制外围设备进行视频采集，并将压缩编码后的信号发送给监控终端。同时，嵌入式处理器通过网卡接收监控终端发送过来的云台控制命令，按照云台控制协议将其解码并通过RS485端口发送给云台，实现对云台的控制功能。
2 系统硬件设计
基于SNMP和ARM11的云台控制系统的硬件部分由主控制板模块、云台模块和传输模块组成。
系统硬件部分主要包括：微处理器及存储电路模块、电源时钟模块、网卡模块和外围接口电路模块等［3］。DM9000网卡用于从IP网接收远程控制命令；RS485串口用于微处理器与云台之间的通信。Flash用于存储各种固化程序；SDRAM用于系统运行时程序的存取； 串口RS232用于打印输出信息和程序的调试。
2.1 主控制板模块
主控制板模块（即核心控制器）S3C6410是三星公司基于ARM1176JZF-S内核构建的高性能多媒体应用微处理器，由于其内部集成了硬件编解码单元MFC，使其在多媒体信号处理上大大优于早期的同类产品。S3C6410内部结构复杂，其内部集成有1个LCD控制器、SDRAM控制器、NAND Flash控制器、I2C总线接口和看门狗计数器等。完善的外设和667 MHz的运行频率，使S3C6410处理器很适用于智能控制系统的开发。
2.2 云台模块
云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于支撑摄像机以实现水平和垂直运动等辅助功能。一般云台摄像机内置有解码器，遵循云台控制标准协议，根据外部控制信号可以对其实现控制。本系统采用3030WQ型云台和PELCO-D云台协议。其云台协议如表1所示，系统硬件架构如图2所示。
云台数据格式为：1位起始位、8位数据位、1位停止位，无效验位。波特率为2 400 B/s。
云台的停止、左、右、上、下命令分别对应：0xff，0x01，0x00，0x00，0x00，0x00，0x01；0xff，0x01，0x00，0x04，
0xff，0x00，0x04；0xff，0x01，0x00，0x02，0xff，0x00，0x02；0xff，0x01，0x00，0x08，0x00，0xff，0x08；0xff，0x01，0x00，0x10，
0x00，0xff，0x10（这里的地址码均设为0x01）。
1 基于ARM11的嵌入式视频监控系统
如图1所示为典型的嵌入式视频监控系统［3］，S3C6410处理器通过控制外围设备进行视频采集，并将压缩编码后的信号发送给监控终端。同时，嵌入式处理器通过网卡接收监控终端发送过来的云台控制命令，按照云台控制协议将其解码并通过RS485端口发送给云台，实现对云台的控制功能。
2 系统硬件设计
基于SNMP和ARM11的云台控制系统的硬件部分由主控制板模块、云台模块和传输模块组成。
系统硬件部分主要包括：微处理器及存储电路模块、电源时钟模块、网卡模块和外围接口电路模块等［3］。DM9000网卡用于从IP网接收远程控制命令；RS485串口用于微处理器与云台之间的通信。Flash用于存储各种固化程序；SDRAM用于系统运行时程序的存取； 串口RS232用于打印输出信息和程序的调试。
2.1 主控制板模块
主控制板模块（即核心控制器）S3C6410是三星公司基于ARM1176JZF-S内核构建的高性能多媒体应用微处理器，由于其内部集成了硬件编解码单元MFC，使其在多媒体信号处理上大大优于早期的同类产品。S3C6410内部结构复杂，其内部集成有1个LCD控制器、SDRAM控制器、NAND Flash控制器、I2C总线接口和看门狗计数器等。完善的外设和667 MHz的运行频率，使S3C6410处理器很适用于智能控制系统的开发。
2.2 云台模块
云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于支撑摄像机以实现水平和垂直运动等辅助功能。一般云台摄像机内置有解码器，遵循云台控制标准协议，根据外部控制信号可以对其实现控制。本系统采用3030WQ型云台和PELCO-D云台协议。其云台协议如表1所示，系统硬件架构如图2所示。
云台数据格式为：1位起始位、8位数据位、1位停止位，无效验位。波特率为2 400 B/s。
云台的停止、左、右、上、下命令分别对应：0xff，0x01，0x00，0x00，0x00，0x00，0x01；0xff，0x01，0x00，0x04，
0xff，0x00，0x04；0xff，0x01，0x00，0x02，0xff，0x00，0x02；0xff，0x01，0x00，0x08，0x00，0xff，0x08；0xff，0x01，0x00，0x10，
0x00，0xff，0x10（这里的地址码均设为0x01）。
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