行車事故現(xiàn)場視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張僑　王琨琦

【摘 要】本文給出了一種行車事故現(xiàn)場視頻傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，采用ARM11處理器，以S3C6410為核心建立行車事故現(xiàn)場視頻傳輸?shù)陌l(fā)送部分，用3G WCDMA模塊作為視頻通信傳輸。接收部分采用PC機(jī)，完成視頻圖像的接收、解碼和播放。

【關(guān)鍵詞】視頻傳輸；3G；ARM11處理器；PC機(jī)

0 引言

近些年，由于中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們擁有車輛數(shù)越來越多。同時(shí)，交通事故的發(fā)生率也增多。截至2014年底，公安部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：全國每年涉及人員傷亡的交通事故有16萬左右，直接導(dǎo)致人民財(cái)產(chǎn)損失大約8億元左右。其中，交通事故死亡人數(shù)為3.4萬多人，比2013年增長了8.5%?？梢?，我國交通事故死亡人數(shù)逐年呈上升趨勢。因此，用現(xiàn)代科學(xué)的方法來管理道路交通安全水平，降低交通事故發(fā)生率，讓交通管理能夠真正地走向智能化和科學(xué)化是交通管理需要解決的難點(diǎn)之一[1]。

因此，本文研究的目的是發(fā)生一般交通事故時(shí)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將行車記錄儀當(dāng)中的視頻文件傳輸給交通事故鑒定中心，鑒定中心根據(jù)視頻信息按照交通法律法規(guī)處理。發(fā)生一般交通事故時(shí)，既可以避免由其引起的交通擁堵，也為事故的判斷提供了事實(shí)依據(jù)，從而使交警有更充足的時(shí)間去處理其他較大的事故[2]。意義在于發(fā)生一般交通事故時(shí)，避免雙方爭執(zhí)，防止交通擁堵；節(jié)約時(shí)間，提高交警和保險(xiǎn)理賠的工作效率；給交通事故鑒定提供法律依據(jù)[3]。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)是基于Friendly ARM公司生產(chǎn)的Tiny6410 ARM11的開發(fā)板，運(yùn)用三星S3C6410處理器，由采集視頻壓縮部分、無線數(shù)據(jù)傳輸部分和接收部分組成。采用行車記錄儀對(duì)車輛行駛的全過程進(jìn)行視頻采集，利用H.264多媒體編解碼器對(duì)視頻壓縮和編碼。數(shù)據(jù)傳輸部分使用3G無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，采用嵌入式的方法來實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。在無線連接基站與數(shù)據(jù)交換時(shí)，采用動(dòng)態(tài)IP完成。接收部分由PC機(jī)來完成各項(xiàng)操作。

車事故現(xiàn)場視頻傳輸系統(tǒng)的視頻傳輸原理為：將行車記錄儀當(dāng)中的視頻文件傳送給S3C6410處理器，再通過無線通信模塊，利用3G或者4G網(wǎng)絡(luò)將視頻文件傳送給交警部門和保險(xiǎn)公司理賠部門，視頻傳輸原理框圖如圖1所示。

2 行車事故現(xiàn)場視頻傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 S3C6410主板

主板是指能夠正常運(yùn)行的最小系統(tǒng)，并且所用的電路元器件應(yīng)當(dāng)最少，其是進(jìn)行電路硬件整體設(shè)計(jì)和調(diào)試的第一步。該主板設(shè)計(jì)包括中央處理器、供電部分、外部晶振、UART串口、NAND Flash存儲(chǔ)器和JTAG調(diào)試接口等電路組成[4]。

2.2 供電模塊

S3C6410需要的電源主要有：Core電源1.2V、IO電源3.3V、PLL模擬電源1.3V和PLL數(shù)字電源1.3V。系統(tǒng)中，電源通過適配器轉(zhuǎn)變?yōu)?2V電壓，再由穩(wěn)壓芯片將該電壓轉(zhuǎn)換成各項(xiàng)匹配的電壓。在系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中，采用了模擬電壓。所以，在解決數(shù)字、模擬信號(hào)串?dāng)_時(shí)，將模擬量和數(shù)字量分開布置，然后再用電感疊層法將其連接。外圍器件的電源主要有比如：1.8V的SDRAM供電電壓、3.3V的USB供電電壓等等，具體的電源布置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.3 調(diào)試模塊

S3C6410的調(diào)試模塊主要用UART接口電路，UART是處理總線數(shù)據(jù)和串行接口之間的串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換作用，也是設(shè)備間的重要通信接口。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，內(nèi)部數(shù)據(jù)經(jīng)過并行總線形成FIFO隊(duì)列，再發(fā)送給移相器，然后由信號(hào)線TXD0發(fā)送出。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，先轉(zhuǎn)換串口外部信號(hào)電平，再由信號(hào)線RXD0接收，流程和發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)相反。

2.4 3G無線通信模塊

該模塊運(yùn)用華為EM770模塊來實(shí)現(xiàn)，主要利用其支持標(biāo)準(zhǔn)的AT指令集、內(nèi)置無線通信協(xié)議棧、短信、數(shù)據(jù)傳遞、語音傳遞、USIM卡等業(yè)務(wù)。外部使用Mini PCI Express通用接口，該接口信號(hào)包括：電源、USIM卡信號(hào)、音頻輸入輸出信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、PCM接口、UART接口、高速USB接口等等。設(shè)置為HSPA模式時(shí)，EM770數(shù)據(jù)下載最高速率約為7.2Mbps，數(shù)據(jù)上傳最高速率約為5.76Mbps，一般模式時(shí)約為384kbps。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)模塊

開發(fā)板上采用EM770 WCDMA，運(yùn)用3G網(wǎng)絡(luò)連接到Internet；PC機(jī)也是通過EM770 WCDMA將信息發(fā)送到Internet，完成網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)程傳輸。

在實(shí)驗(yàn)中，采用直接撥號(hào)的方法來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接。制造商雖帶有Linux環(huán)境下的連接撥號(hào)程序，但是存在程序被頻繁啟動(dòng)和關(guān)閉而帶來的諸多問題。為了解決此問題，采用程序集成RAS撥號(hào)的方法來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)撥號(hào)和管理，讓其應(yīng)用軟件的功能更強(qiáng)，操作更便捷。

3.2 IP協(xié)議

采用TCP IPv4協(xié)議對(duì)視頻文件進(jìn)行傳輸發(fā)送并且進(jìn)行信息反饋。在系統(tǒng)中，服務(wù)器和客戶端都采用TCP Socket套接字函數(shù)對(duì)視頻文件進(jìn)行讀和寫操作，并建立起數(shù)據(jù)連接關(guān)系，基本TCP客戶/服務(wù)器程序的套接字函數(shù)圖如圖3所示。

4 系統(tǒng)測試結(jié)果

系統(tǒng)功能測試，步驟如下：先運(yùn)用行車記錄儀作為采集視頻工具，再由無線通訊模塊來完成視頻傳輸，并且進(jìn)行信息的接收。測試過程：視頻由采集到發(fā)送，再到接收即可完成。當(dāng)視頻分辨率為320*240，視頻采集速率為20幀/秒時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行流暢。在設(shè)置幀間隔為15幀/秒的測試中，視頻傳輸基本沒有丟包的情況，呈現(xiàn)的視頻畫面效果良好。監(jiān)控中心PC機(jī)上的畫面質(zhì)量清楚且完整，各項(xiàng)功能指標(biāo)值均在合格范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)中在PC機(jī)上播放的視頻界面截圖如圖4所示。

5 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明，該行車事故現(xiàn)場視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行性，接收端視頻播放質(zhì)量好，為交通事故鑒定視頻傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)原型，具有廣闊的市場前景。下一步將提高無線視頻傳輸?shù)膫鬏斔俣?，進(jìn)一步提高穩(wěn)定性和傳輸效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁桂航，于京諾，宋進(jìn)桂，蘇子林.基于GSM技術(shù)的汽車行駛記錄儀在物流車輛管理中應(yīng)用[J].物流技術(shù)，2010，4.

[2]孫永亮，于復(fù)生，王雪，董茂起.基于GPS與GSM的車載監(jiān)控裝置[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，11.

[3]余國平.“綠匣子”一引領(lǐng)智能交通時(shí)代[J].汽車與安全，2002（10）：10-11.

[4]于曉丹，李全虎.基于3G的無線視頻傳輸硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古大學(xué)，2011：1-2.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]