3G车载视频传输系统设计方案

　　目前，车辆监控领域对于数据传输的要求越来越高，本文从系统的硬件和软件设计着手，介绍3G车载视频传输模块。硬件部分重点阐述了视频采集、3G传输等设计。软件部分介绍了U6100模块的驱动设计，3G网络接入程序设计和视频传输程序设计。最后，通过对RTP数据包的分析和对客户端视频的观察，证明了本设计取得了良好的效果。

　　车载3G高清视频传输系统运用动态图像采集技术、自动控制技术、图像处理技术、计算机通信技术等高新技术，建立以车载主机为核心的移动视频信息取证平台，为交通执法人员提供车辆违章行驶高清抓拍、移动录像动态取证、交通现场指挥等信息化服务。

　　由于3G无线网络技术和嵌入式技术的不断发展，推动了视频监控领域的迅速发展，尤其是在汽车监控领域。3G无线网络覆盖面积广，可灵活接入，相比之前车载视频监控终端所采用GPRS，CDMA等无线通信技术，传输速度快了很多，但是3G技术在汽车监控领域的实际应用不够完善。DM365支持 H.264视频编码技术，在网络带宽有限的条件下，保证了视频数据的高质量传输。U6100模块可以集成到任何3G移动设备，并且可以接入到HSDPA、 HSUPA、UMTS等高速网络。所以我们设计了以TI的DM365为核心，以U6100为传输模块的车载视频传输模块。

　　1 3G车载视频传输模块的硬件设计

　　本文设计的视频传输模块是应用在于车载监控设备中，所以我们在进行方案设计和硬件的选择时，视频的传输要求是首当其冲的。鉴于DM36X系列软硬件兼容性好，Davinci平台方便算法扩展，故采用TMS320DM365芯片来搭建3G车载视频传输系统。

　　本模块的硬件平台主要由以下几部分组成，分别是视频采集和处理部分，本地存储与显示部分，3G视频传输部分，电源部分。车载终端视频传输模块硬件框架图如图1所示。

　　图1：车载终端视频传输模块硬件结构图

　　1.1 视频采集和处理部分

　　视频采集部分由一个PAI/NTSC制式的云台摄像头和一个视频编解码芯片TVP5151组成。云台摄像头需要用RS485来控制，由于DM365 上的只有两个串行接口（UART），且都已经被占用（一个用来连接串口调试，一个连接GPS模块）。所以我们利用USB HUB里多余的一个USB口，进行二级转换，先用LP2303转换成232，在用MAX485转换成485用于云台的控制。

　　TVP5151和处理器是用I2C总线进行对接的，将输入的模拟信号转换成数字信号。

　　视频处理部分则采用TI的DM365高清视频处理器。DM365支持H.264视频编码技术，在用3G无线网络传输的条件下，保证可以进行高质量视频数据的传输。

　　1.2 本地存储和显示部分

　　DM365提供了专门的外部存储器接口，包括一个Flash接口和一个SDRAM接口，可以连接外部存储器。在这个车载终端的设计中我们选用三星公司的1GB容量、8位数据线的K9F 8G08UOB的NAND Flash芯片和128MB容量、16位数据线的K4T1G164QE的DDR SDRAM芯片。

　　为了车载终端的操作的更加人性化，显示部分我们选用的是***晶采光电公司的一款5.7英寸的TFT-LCD触摸屏面板。该面板具有640X480的高分辨率。它支持I2C总线或SPI总线，考虑到上层驱动的实际情况，使用的是I2C总线和主芯片进行连接。

　　1.3 3G视频传输部分

　　3G传输部分选用的是U6100模块。他在3G网络平台下上行和下行的最传输速率均能达到384Kbps，符合车载传输模块的设计要求。3G传输部分的电路设计如图2所示。

　　图2：3G传输部分的电路原理图

　　U6100的供电要求是3.6～4.2 V，我们用3.8 V给其供电。U6100提供6条SIM卡接口连接SIM卡，兼容现在各种3G格式。U6100提供标准的RS232接口USB_DM和USB_DP，可以直接和用户的CPU相连。由于本设计需要4个USB口，我们用一款USB扩展芯片把DM365仅有一个USB口扩展成4个，并用其中的DP1和DM1来连接U6100。电源USB VBUS由5 V电源经过滤波后供给。KPD_PWR_N是U6100的供电开关，其拉低时有效，我们直接通过一个0欧姆电阻接地，这样U6100开启时默认处在工作模式。EXT_RET_IN是U6100的复位信号，其拉低时进行复位，我们这里通过DM365的GPIO口来进行控制。