基于GPRS的ARM7嵌入式单片机视频报警系统

文章摘要：摘要：为解决传统视频监控系统中存在的诸多弊端，满足更高的安全需求，提出一种新型的基于GPRS的嵌入式视频报警系统.该系统具有体积小、实时性强、功耗低等特点，并实现了图像的高速采集和传输。它无需处理模拟视频信号的PC机，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。结果表明:该系统对大多数低中速运动物体能有效的发现报警，通过应用GPRS协议，分辨率能达到90%，算法的效率提高8%，传输数据帧的精度提高5%，很好地克服了传统的图像采集系统的缺陷。利用以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备进行数据采集，并通过网络有效传输数据，已成为数据采集领域的研究焦点。由于嵌入式单片机

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　　摘要：为解决传统视频监控系统中存在的诸多弊端，满足更高的安全需求，提出一种新型的基于GPRS的嵌入式视频报警系统.该系统具有体积小、实时性强、功耗低等特点，并实现了图像的高速采集和传输。它无需处理模拟视频信号的PC机，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。结果表明:该系统对大多数低中速运动物体能有效的发现报警，通过应用GPRS协议，分辨率能达到90%，算法的效率提高8%，传输数据帧的精度提高5%，很好地克服了传统的图像采集系统的缺陷。

　　利用以单片机应用系统为中心的小型嵌入式设备进行数据采集，并通过网络有效传输数据，已成为数据采集领域的研究焦点。由于嵌入式单片机系统集单片机和嵌入式系统为一体，因此嵌入式单片机系统广泛应用于那些对实时性、高速性和智能性要求很高的应用领域。目前计算机图像处理系统多为CCD摄像头+视频卡+计算机的工作模式，且结构复杂、成本高、体积庞大，受计算机操作系统的限制，图像处理实时性差。针对传统的图像采集系统的缺陷，本文讨论了基于ARM7S3C44BOX系列32位单片机的嵌入式系统在图像采集中的应用。

　　1 嵌入式影像系统对图像的处理

　　1．1 ARM7体系结构

　　ARM处理器是高性能、低功耗嵌入式微处理器，是目前32位、64位嵌人式处理器中应用最广泛的系列器件。ARM7处理器是ARM处理器系列成员之一，是目前应用广泛的32位高性能嵌入式RISC处理器。ARM7处理器具有高性能的32位ARM指令集和高代码密度的16位THUMB指令集。  ARM7由处理器核、用于边界扫描的TAP控制器和在线仿真器(ICEBreaker)组成。双向数据总线D[31：1]为了与各种外部存储器兼容，分割成单向输入和输出总线。其处理器部件及其主要信号路径如图l所示。

　　1．2 视频报警系统组成和工作原理

　　该视频报警系统主要包括图像采集、图像信息处理、数据通信、报警等4个模块。其组成结构如图2所示。

　　图2中，*用于实时捕获现场视频图像，通过无线发射装置遵循GPRS无线传输协议将视频信息发送至报警主机，在主机处完成视频图像的模数转换、视频压缩和视频传输。无线报警传感器用于接收报警信息，然后通过无线射频发射器并遵循GPRS无线传输协议将本设备的标识码发送给报警主机。嵌入式报警主机ARM7S3C44BOX是整个系统的核心元件，它通过无线射频接收器及时获取报警信息或报警视频的现场图像，并完成图像信息的A／D转换、编码、压缩和传输，然后通过无线网络遵循GPRS无线传输协议将报警信息或现场图像发送给合法用户的无线终端。同时接收无线终端的请求和配置信息。该无线终端可以是手机，可通过彩信方式接收报警信息，也还可用于显示装置接收报警视频。

　　1．3 系统的技术分析

　　数字视频监控系统所包含的核心技术归纳为以下3个方面：数字视频编码压缩技术、高效大容量存储技术和网络技术。

　　1)数字视频编码压缩技术 目前的数字视频编码压缩技术主要有：MPEG-1，MPEG-2，H263，MPEG-4，Wavelet，JPEG等，本系统采用MPEG-4视频编码标准。MPEG-4视频编码标准支持MPEG-1，MPEG-2中的大多数功能，可提供不同的视频标准源格式、码率、帧频下矩形图像，而且支持较低的空间分辨率(低于352x288像素)和较低的帧频(低于15 Hz)。MPEG-4标准的编码是基于对象的，便于操作和控制对象。

　　2)存储技术 存储技术是数字视频监控系统非常重要的指标。目前主流的Windows采用FAT32文件系统，Windows文件系统对管理的文件具有较高的效率。本系统改进和优化了原有的文件系统。使之适应视频文件的存储，提高存储的速度和多路并发能力。

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