长途客运车无线视频监控系统的设计

　　车载终端的设计是根据系统的总体要求，将硬件电路划分为独立的硬件功能模块(CPU模块、视频输入模块、CDMA模块、GPS模块等)，并给出各个硬件模块的功能定义以及他们之间的关系。车载终端的结构框图如图2所示。

　　CPU模块

　　TI公司推出的一款双核多媒体处理器。它内部集成了两个处理器：ARM7TDMI RISC处理器；TMS320C5409 DSP，并带有两个协处理器——图像加速器(iMX)和可变步长编解码器(VLCD)。

　　DM270还集成了SDRAM控制器、CCD可编程控制器、预览引擎(Preview engine)、专用的硬件3A模块可以消除主处理器的某些任务负担，如：白平衡、自动曝光和自动调焦。除此之外，还有USB、UART、SPI、外围存储接口等功能。

　　视频输入模块
　　
　　视频输入模块主要由镜头模块和模拟前端电路组成。模拟前端的作用是将图像传感器输出的模拟信号钳位放大，并完成A/D转换，这里采用的是TVP5150。TVP5150是TI的一款高质量数字视频解码器，可以很方便将模拟视频信号转换成数字视频信号。TVP5150由一组内部寄存器初始化并控制，因此在系统复位上电时DM270要通过I2C对TVP5150进行初始化。

　　CDMA模块和网络模块

　　作为监控调度系统，首先要考虑监控覆盖范围、实时性、车辆容量、刷新速率等要求，选择合适的无线数据链路。由于长途客车的行驶范围比较大，所以本系统选择无线网络覆盖范围较大的CDMA网络。

　　CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的一种移动通信技术。本系统采用Q2358C RJ45接口模块作为CDMA接入设备，它内嵌TCP/IP协议栈，支持高达153.6Kb/s的数据吞吐率，适合窄带宽视频传输，有相当高的稳定性。由于系统采用了先进的MPEG-4编码技术，所以完全可以适应CDMA的传输速率。

　　网络模块也是本系统中一个重要的组成环节，采用的是AX88796网卡芯片。它负责将CPU处理后的数据(MPEG-4视频数据、GPS数据)通过RJ45接口发送给CDMA模块，CDMA模块再根据目的地址把数据送给监控中心。

　　GPS模块

　　GPS(Global Positioning System)是一套由美国国防部历时20年，耗资200亿美元，于1994年建成的卫星定位系统，其基本原理是利用绕着地球的24颗卫星所发射的信号，再加以几何上的计算，来得到接收者的位置。本系统采用的是Motorola UART接口的一款GPS模块，定位误差小于25米，测量速度范围是515米/秒。该模块将接收的卫星数据转换为规定的数据格式，其中包括经度、维度、高度、速度等。CPU从串口读取这些数据，确定车辆的位置与速度。

　　FLASH和SDRAM模块

　　本系统设计2M的NORFLASH用来存储程序，NORFLASH的2M空间被划分为四部分，分别存放Bootloader、参数、内核和文件系统。16M的SDRAM用于系统软件的运行以及各种数据(MPEG-4视频数据、GPS数据)的存取。

　　车载终端软件设计

　　基于DM270的软件设计分为两部分：ARM端设计、DSP端设计。DSP端的软件设计主要是图像算法的设计，本系统采用的是MPEG-4算法，同时把DSP作为嵌入式uClinux的外部设备，并编写DSP的驱动程序，注册进内核；ARM端运行uClinux操作系统，处理非成像功能，用来控制整个系统的各个模块。系统软件层次结构如图3所示。