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  提出基于INTELIXP425嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)視頻監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)方案，通過(guò)CDMA1x移動(dòng)通信接入網(wǎng)絡(luò)，復(fù)用四路IP數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)了高速上行數(shù)據(jù)傳輸。在此基礎(chǔ)上，提出采用可信計(jì)算平臺(tái)模塊(TPM)與強(qiáng)制訪問(wèn)控制(MAC)的終端平臺(tái)安全方案。實(shí)際測(cè)試表明，此方案能夠滿足移動(dòng)視頻監(jiān)控應(yīng)用需求。

          隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)(mobilevideosupervision，MVS)也隨之得到發(fā)展。相比于有線視頻監(jiān)控技術(shù)，MVS具有更高的應(yīng)用靈活性，適合移動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，部署方便。因此，MVS系統(tǒng)在***、軍事、氣象、環(huán)保等領(lǐng)域的需求越來(lái)越迫切。

1系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1是移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。它描述了4個(gè)典型的移動(dòng)視頻監(jiān)控場(chǎng)景(施工現(xiàn)場(chǎng)、高速公路、電力設(shè)備、移動(dòng)監(jiān)控)。對(duì)于每一個(gè)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，首先通過(guò)前端的攝像機(jī)采集視頻監(jiān)控的原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)將通過(guò)在監(jiān)控設(shè)備上提供的視頻編碼器(軟硬件均可)編碼之后通過(guò)CDMA1x模塊發(fā)送到中心服務(wù)器上。監(jiān)控管理中心負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)并顯示在監(jiān)控中心的顯示器上。這個(gè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)惟一的區(qū)別在于，由傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的監(jiān)控圖像是通過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)或者是局域網(wǎng)來(lái)傳輸?shù)模鞠到y(tǒng)的視頻信號(hào)是通過(guò)聯(lián)通公司提供的CDMA1x網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。只要被監(jiān)控地點(diǎn)在聯(lián)通公司服務(wù)區(qū)域之內(nèi)，該系統(tǒng)就能對(duì)該監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

圖1移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2移動(dòng)視頻監(jiān)控面臨的挑戰(zhàn)

(1)數(shù)字視頻信號(hào)具有如下特點(diǎn)：

①數(shù)據(jù)量大，圖像所包含的信息量遠(yuǎn)比聲音、文字、圖形等所包含的信息量大得多。但與此同時(shí)，數(shù)字化圖像的數(shù)據(jù)量也很大。如一幅640×480象素大小的24b真彩色圖像，其數(shù)據(jù)量達(dá)到920KB；

②實(shí)時(shí)性要求高，人眼對(duì)視頻信號(hào)的基本要求延遲小、實(shí)時(shí)性好。當(dāng)監(jiān)控圖象速率低于6幀時(shí)，人眼將會(huì)很不舒服，而且有可能丟掉監(jiān)控信息。

(2)無(wú)線環(huán)境則具有如下特點(diǎn)：

①無(wú)線信道資源有限。由于無(wú)線信道環(huán)境惡劣，有限的帶寬資源十分有限。實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的視頻信號(hào)的傳輸，尤其在面向大眾的無(wú)線可視應(yīng)用中，無(wú)線信道的資源尤其緊張。

②無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線信道的物理特點(diǎn)決定了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致移動(dòng)視頻傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定。

③無(wú)線視頻的QoS保障。在移動(dòng)通信中，用戶的移動(dòng)造成無(wú)線視頻的QoS保障機(jī)制十分復(fù)雜，而且采用這樣的機(jī)制同樣會(huì)消耗很有限的信道資源。

由此可以看出，視頻信號(hào)對(duì)傳輸?shù)男枰蜔o(wú)線環(huán)境的特點(diǎn)存在尖銳的矛盾，因此移動(dòng)視頻監(jiān)控面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)目標(biāo)如表1所示。

3基于INTELIXP425的解決方案

為了克服上面描述的視頻信號(hào)對(duì)傳輸?shù)男枰蜔o(wú)線環(huán)境的特點(diǎn)之間的尖銳矛盾，本方案主要通過(guò)以下手段來(lái)客服這些難點(diǎn)：

(1)采用高性能的INTELIXP425芯片。IXP425擁有266～533MHzXScale核以及3個(gè)多線程微處理引擎：NPEA、NPEB、NPEWAN，帶來(lái)極高的數(shù)據(jù)處理性能。其中NPEB內(nèi)嵌SHA-1/MD5、DES/3DES、AES加密算法引擎，內(nèi)置2個(gè)獨(dú)立的10/100Mb/s以太網(wǎng)MAC，32位33～66MHzPCI總線，支持4個(gè)PCI設(shè)備，2個(gè)高速UART口，1個(gè)USBDevice口，16個(gè)GPIO，工業(yè)級(jí)32位網(wǎng)絡(luò)嵌入式處理器(-40～+85℃)。采用IXP425處理器的系統(tǒng)提供32MBFLASH，128MBSDRAM內(nèi)存(最大256MB)，提供獨(dú)立的10/100Mb/s以太網(wǎng)口，滿足各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，一個(gè)MiniPCISlot，可以直接插接MiniPCI卡(預(yù)留)，如無(wú)線WLAN網(wǎng)卡，6個(gè)高速RS232口(1個(gè)調(diào)試口，4個(gè)CDMA接口，1個(gè)視頻采集卡接口)，2個(gè)TTLUART口，2個(gè)高速USBHOST口(可用作移動(dòng)硬盤(pán)，保證視頻數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)存儲(chǔ))，1個(gè)USBDevice口，16個(gè)GPIO口，配置RTC，JTAG調(diào)試口。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)及通信功能及擴(kuò)展功能是IXP425平臺(tái)的特色。IXP425平臺(tái)是基于網(wǎng)絡(luò)處理器的設(shè)計(jì)及其功能配備使它能支持各種應(yīng)用：網(wǎng)絡(luò)視頻音頻主機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)，嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及通信開(kāi)發(fā)平臺(tái)，嵌