基于 S5P6818 无线视频监控系统设计

0 引 言

随着“中国制造 2025”计划的实施，新一代信息技术、人工智能等新概念、新内容不断涌现在人们的日常生活中，其中无线视频监控技术应用广泛。本文提出一种基于嵌入式的无线监控系统设计和实现方案—以嵌入式三星 S5P6818为控制核心，Linux 为操作系统，通过 MJPG-streamer 流媒体服务进行数据采集与传输，从而实现通过访问 Web 服务器，随时随地进行远程监控。

1 系统构成

系统由硬件与软件两部分组成。硬件部分主要采用ARM 嵌入式处理器、无线模块及 USB 视频设备 ；软件主要基于 Linux 系统之上，采用 MJPG-streamer 流媒体服务进行视频采集与传输，利用 Web 服务器对外提供访问接口，客户端可通过访问 Web 服务器对所捕获的视频进行监控。系统设计架构如图 1 所示。

2 硬件系统设计

本文系统以三星公司 Cortex-A53 内核高性能八核处理器S5P6818 为主控，外接 SDRAM，FLASH 及电源管理模块组成系统的核心部分，在此基础上搭载 USB Host，UART，JTAG 等功能接口。硬件平台总体框架如图 2 所示。

图 2 硬件平台总体框架

3 系统软件设计

Linux是一套免费使用且可自由传播的类Unix操作系统，是基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务，支持多线程与多CPU 的操作系统，能运行主要的 UNIX 工具软件、应用程序及网络协议 [1]。本文设计利用 Lunix 系统平台，通过 MJPGstreamer 流媒体服务进行数据采集与传输。

3.1 软件平台设计

软件平台设计包括底层软件设计与上层软件设计。底层设计主要采用 U-Boot 移植、Linux 嵌入式系统移植、Rootfs制作、驱动移植等，完成与硬件平台之间的匹配。上层软件采用 Web 服务器的搭建、MJPG-streamer 流媒体服务移植等。其中，MJPG-streamer 视频流服务是一款基于 TCP/IP 协议传输的网络视频流服务，利用 V4L2 接口采集图像数据，将采集到的数据进行压缩，并以 MJPG 格式通过 http 向外传输，完成实时监控的功能。系统软件平台如图 3 所示。

3.2 V4L2 视频采集流程

摄像头捕捉的视频数据通过一个队列形式的数据结构存储，使用 V4L2 设置摄像头相关参数，申请若干个内核视频缓存区，并送进队列，将这若干个内核缓存区通过 mmap（）函数映射到用户空间，对用户层读取摄像头数据 [2]。开启摄像头捕获，操作内核缓存区出队，读取数据，读过缓冲区再次入队，依次循环。V4L2 工作流程如图 4 所示。

4 结 语

本文根据未来智能化的发展方向，采用 Linux 系统通用的视频采集接口 V4L2 采集视频数据，通过 MJPG-streamer流媒体服务压缩转出数据流格式，并利用 Boa 服务器，实现了网络转发的无线远程实时监控系统。下一步的工作是实现多路视频监控连接，并结合 ZigBee 网络通信，实现区域化的智能视频监控系统。