無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近一兩年開始全面普及，無論是在家庭用戶還是企業(yè)用戶中,，我們都能看到無線技術(shù)的影子,。 認識無線監(jiān)控，相信大家對有線監(jiān)控系統(tǒng)比較了解,，有線監(jiān)控系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)攝像機,、云臺、視頻服務器,、監(jiān)控終端等設(shè)備組成,。而無線監(jiān)控系統(tǒng)所需要的設(shè)備則比較簡單，它只需要無線網(wǎng)絡(luò)攝像機,、無線AP,、監(jiān)控終端等設(shè)備組成，如果需要遠距離無線監(jiān)控,，還要增加戶外無線網(wǎng)橋等設(shè)備,。
在此提出一種基于嵌入式Windows CE5．O的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)成本高,、體積大,、傳輸距離有限、功耗大,、安裝不方便等問題,。該系統(tǒng)的設(shè)計將為無線視頻監(jiān)控提供一種新的思路、方法和技術(shù)路線,；在安防,、遠程教育、遠程視頻會議,、醫(yī)療系統(tǒng)等無線視頻領(lǐng)域具有廣闊的應用前景,。
Windows CE作業(yè)系統(tǒng)是Windows家族中最新的成員，專門設(shè)計給掌上型電腦（HPCs）所使用的電腦環(huán)境,。這樣的作業(yè)系統(tǒng)可使完整的可攜式技術(shù)與現(xiàn)有的Windows桌面技術(shù)整合工作,。 Windows CE 被設(shè)計成針對小型設(shè)備（它是典型的擁有有限內(nèi)存的無磁盤系統(tǒng)）的通用操作系統(tǒng)， Windows CE 可以通過設(shè)計一層位于內(nèi)核和硬件之間代碼來用設(shè)定硬件平臺,，這即是眾所周知的硬件抽象層（HAL）（在以前解釋時,，這被稱為 OEMC （原始設(shè)備制造）適應層，即 OAL; 內(nèi)核壓縮層,，即 KAL. 以免與微軟的 Windows NT 操作系統(tǒng) HAL 混淆）,。
1 系統(tǒng)的整體硬件框圖介紹
基于嵌入式WinCE5．0的無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)主要由嵌入式終端和服務器端的PC機組成。嵌入式終端平臺的微處理器選擇的是基于ARM9T20內(nèi)核的S3C2440,，S3C2440有豐富的接口,，其中攝像頭接口與CMOS的攝像頭相連,，串口與GPRS發(fā)射模塊相連；服務器端主要是1臺PC機和GPRS接收模塊,。整個框圖如1所示,。
系統(tǒng)首先通過S3C2440微處理器控制CMOS攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過壓縮編碼后,，再通過GPRS無線發(fā)射模塊將壓縮后的數(shù)據(jù)發(fā)射出去，在服務器端的PC機通過GPRS接收模塊接收數(shù)據(jù),，并通過相應的應用程序,，對視頻數(shù)據(jù)進行解碼，并通過屏幕顯示出來,。其中包含有S3C2440微處理器的嵌入式終端平臺的核心控制板如圖2所示,。
2 系統(tǒng)的擴展接口設(shè)計
2．1 攝像頭接口設(shè)計
攝像頭（CAMERA）又稱為電腦相機，電腦眼等,，是一種視頻輸入設(shè)備,，被廣泛的運用于視頻會議，遠程醫(yī)療及實時監(jiān)控等方面,。普通的人也可以彼此通過攝像頭在網(wǎng)絡(luò)進行有影像,、有聲音的交談和溝通。另外,，人們還可以將其用于當前各種流行的數(shù)碼影像,，影音處理。
攝像頭中用的圖像采集芯片為OV9650圖像傳感器,，該圖像傳感器具有10位的數(shù)據(jù)接口和標準的SCCB接口,，采用CSP一28封裝，體積小,。
該芯片支持RGB(4：2：2),，YUV(4：2：2)，YCrCb(4：2：2)三種數(shù)據(jù)輸出格式,，內(nèi)置138個設(shè)備控制寄存器,，地址分別從Ox00～Ox8A，通過SCCB接口可以方便地設(shè)置傳感器視窗大小,、增益,、白平衡校正、曝光控制,、飽和度,、色調(diào)等參數(shù)。包含有圖像傳感器OV9650攝像頭模塊如圖3所示,。
S3C2440有一個專用的攝像頭接口,，CPU可以直接和CMOS圖像傳感器連接,，當0V9650輸出數(shù)據(jù)格式為8位的YUV時，要用到數(shù)據(jù)線D2～D9(D9為MSB位,，D2為LSB位),；當輸出的數(shù)據(jù)格式為10位RGB，用數(shù)據(jù)線D0～D9(D9為MSB位,，D0為LSB位),，該系統(tǒng)用YUV格式。該攝像頭模塊與S3C2440的Camera接口連接,，其電路圖分別如圖4～圖6所示,。
其中用到了TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片74LVC4245，是一種雙電源的電平移位器,，電平移位在其內(nèi)部進行,。5 V端用5 V電源作為VDD_CAM，而3．3 V端則用3．3 V作為VCC33,。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅都能達到滿電源幅值,。
2．2 GPRS模塊的接口設(shè)計
通用分組無線服務技術(shù)（General Packet Radio Service）的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務,。GPRS可說是GSM的延續(xù),。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來傳輸,，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算,，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜,。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps.
S3C2440有3個UART通道,，利用其中一個通道設(shè)計串口，使其與GPRS模塊連接,，由于S3C2440自帶的UART控制器,，使得硬件開發(fā)和軟件設(shè)計都比較簡單。但RS 232標準所定義的高,、低電平信號,，與一般的微控制器系統(tǒng)的電路所定義的高、低電平信號完全不同,，如S3C2440系統(tǒng)的標準邏輯“1”對應電平2～3 V,，標準邏輯“O”對應0～4 V電平。顯然,，與RS 232標準所述的電平信號完全不同,。兩者之間要進行通信，必須經(jīng)過信號電平的轉(zhuǎn)換,，目前常使用的電平轉(zhuǎn)換芯片有MAX232,，MAX3221和MAX324．3,，具體設(shè)計電路如圖7和圖8所示。
3 操作系統(tǒng)平臺的定制
Windows CE是高度模塊化的嵌入式操作系統(tǒng),，正因為如此,，用戶為了滿足特定的要求而對操作系統(tǒng)進行定制，如果為自己的嵌入式設(shè)備定制Windows CE操作系統(tǒng),，則須進行創(chuàng)建,、構(gòu)建、運行和發(fā)布OS等一系列操作,。在無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,，根據(jù)功能要求，利用Platform Builder5．0定制系統(tǒng)的流程如下：
(1)導入BSP開發(fā)包,。由于用的是三星公司的基于ARM920T核的S3C2440，所以在BSP包中找到SMDK2440文件下的SMDK2440．CEC文件將其導入,。打開“Platform Builder5．0”,，選擇“File”菜單下的 “Manage Catalog Features”，如圖9所示,。在彈出的對 話框中單擊“Import”,，瀏覽到SMDK2440文件下的 smdk2440．cec文件，將其導入,。
(2)創(chuàng)建項目,。根據(jù)WinCE無線監(jiān)控系統(tǒng)的要求，在定制系統(tǒng)的過程中選擇合適的組件來實現(xiàn),。其中包括的組件有：支持應用程序開發(fā)的MFC組件和支持網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)組件等,。
(3)編譯項目：點擊菜單“Build OS”→“Sysgen”開始編譯項目。
(4)下載運行時映像,，調(diào)試成功后啟動,。編譯成功后會在目WinCES00PBWorkspacestestlRelDirsmdk2 440_ARMV4I_Release下生成nk．bin和nk．nb0等文件，將nk．nb0下載到硬件平臺上運行,。
4 驅(qū)動程序的開發(fā)
4．1 攝像頭驅(qū)動的開發(fā)
攝像頭驅(qū)動開發(fā)是設(shè)計中的一個難點,，也是一個關(guān)鍵部分。由于攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)可以當作數(shù)據(jù)流來處理,，所以對于攝像頭的驅(qū)動將采用流式接口的方法來開發(fā),。
(1)在Platform Builder中打開前面定制的操作系統(tǒng)工程，然后在新建一個WIN32 DLL項目,，添加2個C++的源文件,，即：camera．cpp和IIc．cpp，其中camer—a．cpp包含驅(qū)動的入口函數(shù)DLLMain(),；驅(qū)動的前綴為“CIS”,，IIc．cpp包含通過ICC接口對攝像頭相關(guān)寄存器進行配置的函數(shù),。
(2)根據(jù)前面的硬件電路和OV9650芯片的工作時序，通過編寫流接口的CIS_Init函數(shù)實現(xiàn)OV9650初始化,。主要包括以下3步：調(diào)用InterruptInitialize(SYSINTR_CAM,，CameraEvent，NULL,，0)函數(shù)通知系統(tǒng)注冊中斷,；調(diào)用CreateEvent()函數(shù)創(chuàng)建一個CameraEvent事件；調(diào)用CreateThread()函數(shù)創(chuàng)建CameraThread線程,。在Camera Capture Thread服務函數(shù)中調(diào)用WaitForSingleObject(CameraEvent,，Dis—play Time)函數(shù)等待Camera Event事件的發(fā)生。此事件由與其關(guān)聯(lián)的SYSINTR_CAM中斷來觸發(fā),。此外還有其它流接口函數(shù)(CIS_IOControl等)也可以以類似的方法實現(xiàn),。