视频监控系统中云台控制模块的设计与实现

摘  要： 针对目前嵌入式视频监控系统中，云台控制模块开发周期长且运行不稳定的问题，提出了基于简单网络管理协议(SNMP)的远程云台控制方案。该方案运用Net-SNMP作为开发工具，通过扩展MIB库在嵌入式系统上移植SNMP代理，成功地实现了IP网上云台的远程控制。实验表明，该方案不仅稳定可靠而且开发周期短，已被运用于某单位的视频监控系统中。
关键词： 云台；SNMP；ARM11；视频监控
   　随着多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，视频监控技术在国民生产生活的各个领域得到了广泛应用。而云台控制系统的出现为增加视频监控系统的监控范围、提高摄像头的监控效率起到了巨大作用。对于云台控制系统，参考文献[1]提出了基于DSP芯片的云台控制系统，参考文献[2]提出了在Visual C++编程中利用ActiveX控件实现云台控制的方案。但是，这些方案由于没有现成的开发工具支持，开发周期长、成本高且开发出来的系统在网络环境不佳时，运行不够稳定。针对这种情况，以及ARM11微处理器具有优异的多媒体数据处理能力和高度智能化的特点，本文提出了运用Net-SNMP开发工具，通过在嵌入式ARM11平台上移植SNMP代理的方法实现IP网上云台的远程控制方案。
1 基于ARM11的嵌入式视频监控系统
     如图1所示为典型的嵌入式视频监控系统[3]，S3C6410处理器通过控制外围设备进行视频采集，并将压缩编码后的信号发送给监控终端。同时，嵌入式处理器通过网卡接收监控终端发送过来的云台控制命令，按照云台控制协议将其解码并通过RS485端口发送给云台，实现对云台的控制功能。
   
   2 系统硬件设计
     基于SNMP和ARM11的云台控制系统的硬件部分由主控制板模块、云台模块和传输模块组成。
     系统硬件部分主要包括：微处理器及存储电路模块、电源时钟模块、网卡模块和外围接口电路模块等[3]。DM9000网卡用于从IP网接收远程控制命令；RS485串口用于微处理器与云台之间的通信。Flash用于存储各种固化程序；SDRAM用于系统运行时程序的存取； 串口RS232用于打印输出信息和程序的调试。
2.1 主控制板模块
     主控制板模块(即核心控制器)S3C6410是三星公司基于ARM1176JZF-S内核构建的高性能多媒体应用微处理器，由于其内部集成了硬件编解码单元MFC，使其在多媒体信号处理上大大优于早期的同类产品。S3C6410内部结构复杂，其内部集成有1个LCD控制器、SDRAM控制器、NAND Flash控制器、I2C总线接口和看门狗计数器等。完善的外设和667 MHz的运行频率，使S3C6410处理器很适用于智能控制系统的开发。
2.2 云台模块
     云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作台，用于支撑摄像机以实现水平和垂直运动等辅助功能。一般云台摄像机内置有解码器，遵循云台控制标准协议，根据外部控制信号可以对其实现控制。本系统采用3030WQ型云台和PELCO-D云台协议。其云台协议如表1所示，系统硬件架构如图2所示。