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1、S3C2440+嵌入式Linux的移动视频监控终端设计随着人们对生活和工作环境的安全性的要求不断提高，安全防范的重要性越来越突出。视频监控技术在各个领域发挥着越来越重要的作用，比如对森林、旅游景点、城市小区等通过视频监控来实时监控现场发生的情况。将嵌入式技术和无线网络技术应用于视频监控终端，与传统的有线视频监控相比，无线视频监控摆脱了网络电缆的束缚，提高了视频监控的灵活性和可扩展性。监控人员可以携带手持监控设备而不必在固定位置值守来监控现场。在无线网络环境下传输视频，庞大的视频信息量对有限的传输带宽是难以承受的，成为阻碍其应用的瓶颈之一，因此，需要高效率的视频压缩标准来满足无线传输带宽的需求。
2、新一代视频压缩标准H264是面向Internet和无线网络的视频图像编解码技术，它不仅提高了压缩效率，而且增加了网络适应能力，降低了网络带宽的需求。H264标准定义了视频编码层VCL(Video Coding Layer)和网络提取层NAL(Network AbstracTIon Layer)。视频编码层主要采用帧内预测、帧间预测、变换和量化、熵编解码等技术实现视频压缩功能，网络提取层将编码后的数据封装成NALU单元，以适应在无线网络中传输。移动视频监控终端以ARM微处理器为核心，剪裁适合视频监控终端的嵌入式Linux操作系统。通过配备无线网卡接收监控前端压缩视频数据，解码、显示监控前端发送的
3、视频流，实时显示前端监控画面。本文将重点阐述在视频传输过程中采用RTPUDPIP协议时，出现的视频包乱序、丢包处理方法，以及在ARM平台上对H264解码器的移植和实现。1 系统的硬件平台系统硬件平台主要由嵌入式微处理器、NANDFLASH，SDRAM，IEEE80211协议无线网卡、LCD模块组成。本系统的微处理器选用三星公司ARM9内核的S3C2440，系统时钟采用400 MHz的工作频率。S3C2440内部集成了大量的功能单元，包括：存储器控制器有8个Bank区间、LCD控制器、USB控制器以及丰富的外设接口资源，根据视频监控终端的需求，在此基础上进行外围电路的配置和扩展。视频监控终端硬件
4、框图如图1所示。存储器包括ROM和RAM两部分，ROM配备了非线性结构的K9F1208UOM容量为64M8 b的NAND FLASH芯片；RAM配备2片HY57V561620BTH组成32位数据总线的SDRAM，适用监控终端处理庞大视频数据的需求。在USB Host接口上外接一块基于IEEE80211协议的无线网卡，通过无线AP端点接收监控前端视频数据。液晶屏选用TFT真彩液晶屏，并配备相应的触摸屏实现人机交互的目的。2 系统的软件设计移动视频监控终端软件设计以嵌入式Linux操作系统为核心，作为一种开源操作系统，Linux具有支持多种硬件平台、丰富的设备驱动和良好的网络功能等特点。针对监控终
5、端的具体应用对内核进行配置，剪裁出合适的系统。监控终端应用软件是建立在操作系统之上，为实现RTPUDPIP协议下接收H264视频流和ffmpeg解码库实时解码视频流。21 H264视频流的传输211 传输方式选择视频的实时传输要求较低的时间延迟，并且允许一定的丢包率。由于TCP协议的3次握手以及丢包重传机制会造成一定的延时，在实时监控系统中有一定缺陷，而UDP协议是面向无链接、不可靠的传输层协议，具有消耗资源小，传输速度快等特点，在视频传输过程中偶尔丢包不会对监控画面产生较大影响。UDP协议不提供数据包分包、封装、数据包排序等缺点，为保障视频流传输的可靠性，网络传输部分采用建立在UDP协议之上
6、的RTP(Real-TIme Transport Protocol)实时传输协议来实现，通过套接字与前端建立连接，以接收视频流数据。RTP提供带有实时特性的端对端数据传输服务，包括有效载荷类型的定义、序列号、时间戳和传输检测控制。基于RTPUDPIP协议传输视频流封装格式如图2所示。212 视频流传输采用UDP协议传输RTP包时会出现乱序的现象，所谓乱序就是监控终端接收到RTP包顺序可能前端发送的顺序不一致，因此，首先要对接收的RTP包排序。采用在内存中建立一个双向链表来保存接收的RTP包，按照RTP报头的序列号(Sequence Number)顺序存放到链表中，双向链表结构体定义如下，部分变量用于RTP分片封包模式。 每当接收到一个新的RTP包后，根据序列号从链表尾开始搜索并插入到合适的位置，比如，接收到一个序列号SN=26的RTP包在链表中分配内存，找到位于25，27之间的位置插入该包，RTP包排序过程如图3所示。