武汉理工大学硕士学位论文
摘 要
随着计算机软件、硬件技术日新月异的发展和普及，基于多媒体技术的监控
系统在视觉监视领域发挥着越来越重要的作用。如今，许多企业都希望利用监控
系统实现机房、厂房的无人值守以及防火防盗的自动化、智能化。特别在银行金
库、军用仓库等重要场所，可靠性好、智能化程度高的监控系统具有很大的需求
市场。现存的视频监控系统主要由工控机和视频图像采集卡构成，存在系统稳定
性差、价格高昂等缺点。本文设计了一种基于嵌入式的无线图像监控系统，系统
以ＡＲＭ作为核心处理器，通过高速视频解码电路完成对模拟视频信号的数字化
采集、压缩并通过ＧＰＲＳ发送报警信息。
本文首先提出了该图像监控系统的总体设计方案和框架结构，然后确定了图
像采集和压缩的实现方案，根据报警的实时性要求，采用了ＧＰＲＳ方式对报警图
像信息进行传输，并对图像的采集、压缩以及传输的设计中用到的一些技术原理
和协议做一些简要地介绍与分析。
其次，本文对硬件的重要组成部分如视频信号的采集、压缩存储和传输等进
行了重点讨论。本设计以嵌入式处理器Ｐｈｉｌｉｐｓ公司ＡＲＭ７系列的ＬＰＣ２２１４为核
心，采用了集成视频处理芯片ＳＡＡ７１１１Ａ，专用图像压缩芯片ＺＲ３６０６０． ＣＰＬＤ
逻辑器件以及ＧＰＲＳ模块ＢＥＮＱ ２２来实现系统的各部分功能。
再者，本文完成了对实时操作系统ｕＧＯＳ－ １１在本系统中的移植，设计了系
统软件的总体设计流程，并实现软件设计的模块化。接下逐一完成了来对各个模
块的初始化配置以及ＣＰＬＤ的逻辑编程，并完成系统的调试。
最后，对系统的关键性问题— 图像报警和短信彩信处理分别进行了详尽的
说明。在图像报警的问题上，采用了被动红外探测与运动视频检测算法相结合的
方法，克服了图像报警的可靠性不高、易受外界环境干扰的缺点。同时，对短信
及彩信的处理方法进行了说明，给出了发送失败后的处理方法。
关键词：ＡＲＭ； ＧＰＲＳ：图像报警：被动红外探测；运动检测算法
武汉理工大学硕士学位论文
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｐｌａｙｅｄ ａ ｍｏｒｅ
ａｎｄ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｆｉｅｌｄ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｌｏｃａｌｅ ｓｕｃｈ ａｓ ｂａｎｋ， ｃａｓｈｂｏｘ ａｎｄ ｍｉｌｉｔａｒｙ ｓｔｏｒａｇｅ， ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｚｅｄ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｈｅａｖｙ ｄｅｍａｎｄ ｍａｒｋｅｔ． Ｍｏｓｔ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ
ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ ａｒｅ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｗｈｉｃｈ ｗｏｒｋ ｕｎｓｔａｂｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ
ｐｒｉｃｅ ｉｓ ｔｏｏ ｈｉｇｈ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｇｅｔ ｒｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｄｅｆｅｃｔｓ， ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｎｅｗ
ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ＬＰＣ２２１４ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｇａｔｈｅｒ ｏｆ ａｎａｌｏｇ ｖｉｄｅｏ ｓｉｇｎａｌ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄｉｎｇ
ｖｉｄｅｏ ｄｅｃｏｄｅ ｃｉｒｃｕｉｔ．
Ｔｈｉｓ ｃｏｎｔｅｘｔ ｆｉｒｓｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ
ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅｎ， ｍａｋｅ ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｄｉｇｉｔｉｚｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓ， ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｏｍｅ
ｂａｓｉｃ ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ， ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ， ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ
ａｌａｒｍ ｉｍａｇｅ＇ｓ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ一 ＧＰＲＳ．
Ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｖｉｄｅｏ ｇａｔｈｅｒ ｐａｒｔ ｉｎｃｌｕｄｅ ｖｉｄｅｏ
ｉｎｐｕｔ ａｎｄ ｏｕｔｐｕｔ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｄｏｐｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｈｉｐ ＳＡＡ７１１１Ａ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ
ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ａｎａｌｏｇ ｖｉｄｅｏ ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ， ｉｔ ａｄｏｐｔ ｔｈｅ Ｉ２ Ｃ ｂｕｓ ａｓ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ
ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｈｅｌｐ ｏｆ ＣＰＬＤ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅ ＳＡＡ７１１１Ａ ｔｏ ｄｉｇｉｔｉｚｅ
ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ ｉｔ ｂｙ ＺＲ３６０６０． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｅｎｄｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｉｍａｇｅ
ｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅｒ ｏｒ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｃｅｎｔｅｒ ｂｙ ＧＰＲＳ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓａｖｅ ｔｈｅ ｄａｔａ ｉｎ ｔｈｅ ＳＤＲＳＭ
ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｕｓｅｒ．
Ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｆｉｒｓｔ， ａｄｄ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｏｐｒａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ ｕＣ／ＯＳ－ ＩＩ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｍｏｄｕｌａｒｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ．
Ｔｈｅｎ， ｇｉｖｅｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ ｅｖｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ ｔｏ ｍａｋｅ ｓｕｒｅ
ｔｈｅｙ ｗｏｒｋ ｗｅｌｌ．
Ｏｎ ｔｈｅ ｐｉｖｏｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ 一 ｄｅａｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＭＭＳ ａｎｄ ｉｍａｇｅ
ａｌａｒｍ，ｔｈｅ ｔｅｘｔ ｈａｓ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ． Ｗｅ ｔａｋｅ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐａｓｓｉｖｅ ｉｎｆａｒｅｄ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｖｉｎｇ ｖｉｄｅｏ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｉｍａｇｅ ａｌａｒｍ．
Ａｌｓｏ， ｗｅ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｓｅｎｄｉｎｇ ＭＭＳ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＡＲＭ； ＧＰＲＳ；
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ
ｉｍａｇｅ
ａｌａｒｍ； ｐａｓｓｉｖｅ ｉｎｆａｒｅｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｍｏｖｉｎｇ ｖｉｄｅｏ
评论0