[发明专利]一种基于3G网络的无线监视系统

摘要

本发明提供了一种基于3G网络的无线视频监视系统的设计方法。该方法利用ARM9处理器与3G网路，并利用其成本较低，可移动与便捷的特性，在非常简单的硬件环境下搭建了一套无线视频监视系统。由于该系统小巧并且基于linux内核，所以不仅便捷易于携带，而且具有很强的扩展性。本系统的主要工作原理是：系统采用处理器S3C2440A，利用linux2.6.30.4内核，通过3G网络，将USB摄像头采集的视频信号传输到远程终端并显示。并在采集与显示过程中对其做了一定的优化。本系统可以用作集群视频监控系统，其便捷与可移动的特性有效的保证了集群管理员对集群的24小时视频监控，异地监控等。最后的测试结果表明本系统通讯实时性很高，传输视频流畅而且图像质量较好。

主权项

一种基于3G网络的无线监视系统, 其特征在于利用ARM9处理器与3G网路可移动与便捷的特性，利用ARM9的嵌入式系统实现视频传输与显示功能，利用linux 2.6.30.4内核，通过3G网络，将USB摄像头采集的视频信号传输到远程终端并显示，搭建成无线视频监视系统，硬件包括：芯片：S3C2440A；LCD：东华3.5寸触摸屏；USB摄像头：Venus USB 2.0 Camera；3G卡：华为EC1260；具体步骤如下：1）ARM9制版，采用任何结构的核心板，并扩展出USB接口；2） BootLoader与linux内核的移植，其中BootLoader用开源版本，linux移植用arm9的默认配置文件进行编译；3）USB摄像头驱动：其具体步骤为：(1)进入驱动Linux源文件目录下，打开文件drivers/media/video/uvc/ uvc_driver.c；(2)将被声明为usb_device_id的结构体数组uvc_ids[]中添加一个结构体，其个元素数据如下：{.match_flags=USB_DEVICE_ID_MATCH_VENDOR|USB_DEVICE_ID_MATCH_INT_INFO,.idVendor             = 0x0ac8,.idProduct            = 0x3430,.bInterfaceClass      = USB_CLASS_VIDEO,.bInterfaceSubClass   = 1,.bInterfaceProtocol   = 0,.driver_info          = UVC_QUIRK_FIX_BANDWIDTH },(3)保存并重新编译模块：make modules(4)把驱动文件uvcvideo.ko下载到ARM9系统中并加载：modprobe uvcvideo.ko；4）3G卡EC1260驱动,具体步骤如下：把PPP功能配置到内核中：Device Drivers‑‑‑> [*]Network device support‑‑‑> PPP (point‑to‑point protocol)Support[*]PPP multilink support (EXPERIMENTAL)[*]PPP filteringPPP support for async serial portsPPP support for sync tty portsPPP Deflate compression< >PPP BSD‑Compress compressionPPP MPPE compression (encryption) (EXPERIMENTAL)PPP over Ethernet (EXPERIMENTAL)< >PPP over ATM< >PPP over L2TP (EXPERIMENTAL)    [*]USB support‑‑‑>USB Serial Converter support‑‑‑> USB driver for GSM and CDMA modems重新编译内核，插入驱动文件usbserial.ko,option.ko，此时插入华为EC1260 网卡，系统直接驱动，并且在/dev/目录中出现ttyUSBX设备文件；5）视频采集与发送软件编写，其处理过程为：(1)开启TCP端口并监听：struct sockaddr_in serv_addr; /* 本机地址信息 */struct sockaddr_in client_addr; /* 客户地址信息 */server_sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0))； bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));serv_addr.sin_family=PF_INET;serv_addr.sin_port=htons(server_port);serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(struct sockaddr)) == ‑1) {perror("Tcp bind");exit(1);}if (listen(server_sockfd, 10) == ‑1) {perror("Tcp listen");exit(1);}(2)如有连接则用UDP采集与发送视频信息：client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_size);…….sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);ret = open_video(V4L_FILE, &vd, 8, VIDEO_PALETTE_JPEG, 320, 240);if(ret != 0) goto err;while(1){imageptr = get_frame_address(&vd);get_first_frame(&vd);memcpy(buffer,imageptr,MAX_BUFF);cnt = sendto(sockfd, buffer,MAX_BUFF, 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));usleep(30000);}6）视频接收与显示软件的编写，其主要与处理过程为：(1)用TCP连接视频监控系统，为控制线程：tcpsockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)；if (connect(tcpsockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == ‑1)    {perror("tcp connect");exit(1);}(2)用UDP接收数据并显示，为传输线程：sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);bind(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));while(1){recvfrom(sockfd,buffer,MAX_BUFF,0,(struct  sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));showpic(buffer,&vd);}其中showpic函数为在LCD中显示图像，其利用了libjpeg库，并对其做了优化，使其直接读写内存而不经过文件系统，使其效率提升了至少一倍：int showpic(char *imageptr,fb_v4l *vd){struct jpeg_decompress_struct cinfo;struct jpeg_error_mgr jerr;int x,y;unsigned char *buffer;unsigned short *tempbuf;cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);jpeg_create_decompress(&cinfo);jpeg_stdio_src(&cinfo,imageptr,MAX_BUFF); (void)jpeg_read_header(&cinfo,TRUE); (void) jpeg_start_decompress(&cinfo);buffer = (unsigned char *) malloc(320*3); tempbuf = (unsigned short *) malloc(320*240*2);y =0 ;while(cinfo.output_scanline < cinfo.output_height){ jpeg_read_scanlines(&cinfo, &buffer, 1);unsigned short color;for ( x = 0; x < cinfo.output_width; x++)       {          color=RGB888toRGB565(buffer[x*3],buffer[x*3+1],buffer[x*3+2]);fb_pixel(tempbuf,320,240,x,y,color);    }y++;}memcpy(vd‑>fbp,(char *)tempbuf,320*240*2);jpeg_finish_decompress(&cinfo);jpeg_destroy_decompress(&cinfo);free(buffer);free(tempbuf);}。