基于arm微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，包括音視頻壓縮及處理模塊，音視頻壓縮及處理模塊的輸入端分別連接有音頻采集模塊和視頻采集模塊，音視頻壓縮及處理模塊的輸出端通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊經(jīng)無(wú)線(xiàn)信道連接有音視頻接收模塊，音視頻接收模塊通過(guò)音視頻解壓縮模塊連接有音視頻處理回放模塊，音視頻處理回放模塊的輸出端分別連接有視頻輸出模塊和音頻輸出模塊。采用S3C6410微處理器和CMOS攝像頭，利用S3C6410微處理器獨(dú)特的MFC功能，實(shí)現(xiàn)H.264高速、高效率硬件壓縮和解壓；通過(guò)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)傳輸；通信雙機(jī)采用多線(xiàn)程方式實(shí)現(xiàn)了音視頻實(shí)時(shí)傳輸，音頻與視頻可全雙工同步傳輸，該系統(tǒng)功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)潔，可廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻電話(huà)等各種領(lǐng)域，可替代傳統(tǒng)對(duì)講系統(tǒng)，具有較好的實(shí)用性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系 統(tǒng)。 基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的可視對(duì)講系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于小區(qū)、學(xué)校和企業(yè)等公共場(chǎng)所，但是其存在傳輸 距離短，信號(hào)不穩(wěn)定等問(wèn)題。隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來(lái)，尤其是寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā) 展，為可視對(duì)講系統(tǒng)這樣音視頻大數(shù)據(jù)量的傳輸業(yè)務(wù)，在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用提供了契機(jī)。無(wú) 線(xiàn)多媒體是多媒體和移動(dòng)通信這兩個(gè)領(lǐng)域技術(shù)相互融合的產(chǎn)物，成為當(dāng)今通信領(lǐng)域的一個(gè) 熱點(diǎn)。鑒于Linux內(nèi)核的開(kāi)源性，采用其作為操作系統(tǒng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的實(shí)時(shí)性 和穩(wěn)定性。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有 對(duì)講系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)傳輸距離短，信號(hào)差的問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，包 括音視頻壓縮及處理模塊，音視頻壓縮及處理模塊的輸入端分別連接有音頻采集模塊和視 頻采集模塊，音視頻壓縮及處理模塊的輸出端通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊經(jīng)無(wú)線(xiàn)信道連接有音視頻 接收模塊，音視頻接收模塊通過(guò)音視頻解壓縮模塊連接有音視頻處理回放模塊，音視頻處 理回放模塊的輸出端分別連接有視頻輸出模塊和音頻輸出模塊。
[0005] 本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
[0006] 音視頻處理回放模塊包括與音視頻解壓縮模塊連接的分離器，分離器的輸出端分 別連接有視頻解碼器和音頻解碼器，視頻解碼器和音頻解碼器之間通過(guò)時(shí)間戳控制器連 接，視頻解碼器的輸出端和音頻解碼器的輸出端均連接到同一個(gè)時(shí)間戳比較器上，時(shí)間戳 比較器的輸出端還通過(guò)音視頻同步器連接到音頻解碼器，時(shí)間戳比較器的輸出端用于與視 頻輸出模塊和音頻輸出模塊連接。
[0007] 音頻采集模塊為內(nèi)部集成Inter-IC Sound Bus音頻接口的WM9714音頻芯片。
[0008] 視頻采集模塊的攝像頭為0V9650CM0S攝像頭。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果是，采用S3C6410微處理器和CMOS攝像頭，利用S3C6410 微處理器獨(dú)特的MFC功能，實(shí)現(xiàn)H. 264高速、高效率硬件壓縮和解壓；通過(guò)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)傳輸； 通信雙機(jī)采用多線(xiàn)程方式實(shí)現(xiàn)了音視頻實(shí)時(shí)傳輸，音頻與視頻可全雙工同步傳輸，該系統(tǒng) 功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)潔，可廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻電話(huà)等各種領(lǐng)域，可替代傳統(tǒng)對(duì)講系統(tǒng)， 具有較好的實(shí)用性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本實(shí)用新型基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)的音視頻處理回放模 塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖中，1.視頻采集模塊，2.音頻采集模塊，3.音視頻壓縮及處理模塊，4.無(wú)線(xiàn)傳輸 模塊，5.音視頻接收模塊，6.音視頻解壓縮模塊，7.音視頻處理回放模塊，8.視頻輸出模 塊，9.音頻輸出模塊，10.音視頻同步器，11.分離器，12.視頻解碼器，13.時(shí)間戳控制器， 14.音頻解碼器，15.時(shí)間戳比較器。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014] 本實(shí)用新型提供了一種基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1，包括 音視頻壓縮及處理模塊3,音視頻壓縮及處理模塊3的輸入端分別連接有音頻采集模塊1和 視頻采集模塊2,音視頻壓縮及處理模塊3的輸出端通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊4經(jīng)無(wú)線(xiàn)信道連接有 音視頻接收模塊5,音視頻接收模塊5通過(guò)音視頻解壓縮模塊6連接有音視頻處理回放模塊 7,音視頻處理回放模塊7的輸出端分別連接有視頻輸出模塊8和音頻輸出模塊9。
[0015] 參見(jiàn)圖2,音視頻處理回放模塊7包括與音視頻解壓縮模塊6連接的分離器11，分 離器11的輸出端分別連接有視頻解碼器12和音頻解碼器14,視頻解碼器12和音頻解碼器 14之間通過(guò)時(shí)間戳控制器13連接，視頻解碼器12的輸出端和音頻解碼器14的輸出端均連 接到同一個(gè)時(shí)間戳比較器15上，時(shí)間戳比較器15的輸出端還通過(guò)音視頻同步器10連接到 音頻解碼器14,時(shí)間戳比較器15的輸出端用于與視頻輸出模塊8和音頻輸出模塊9連接； 音頻采集模塊1為內(nèi)部集成Inter-IC Sound Bus音頻接口的WM9714音頻芯片；視頻采集 模塊2的攝像頭為0V9650CM0S攝像頭。
[0016] 音頻采集模塊1為內(nèi)部集成IIS (Inter-IC Sound Bus)音頻接口的WM9714音頻 芯片。IIS是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而定制的一種總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。在 飛利浦公司的IIS標(biāo)準(zhǔn)中，既規(guī)定了硬件接口系統(tǒng)，也規(guī)范了音頻數(shù)據(jù)的格式。基于此硬件 及接口規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了集成音頻輸出、Linein輸入和Mic輸入功能。
[0017] 視頻采集模塊2使用的是0V9650CM0S攝像頭，分辨率高達(dá)130萬(wàn)像素，可直接與 0K6410開(kāi)發(fā)板的CAMERA接口相接。適用于高端消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)控制、車(chē)載導(dǎo)航、多媒 體終端、行業(yè)PDA、嵌入式教育培訓(xùn)、個(gè)人學(xué)習(xí)等。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，提供硬件驅(qū)動(dòng)程序，便于使 用和調(diào)試。
[0018] 音視頻壓縮及處理模塊3和無(wú)線(xiàn)傳輸模塊4均為嵌入式模塊，無(wú)線(xiàn)傳輸模塊4運(yùn) 行在2. 4GHz頻段，符合IEEE802. lib無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以ARM11為核 心微處理器，主頻為532MHz，能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)處理的要求，其內(nèi)部集成有256MB SDRAM、2GB FLASH、音頻錄、放音接口、Camera視頻接口、無(wú)線(xiàn)WiFi接口、IXD接口、SD卡接口等，同時(shí)以 開(kāi)源的Linux2. 6. 28為內(nèi)核，yaffs2為根文件系統(tǒng)，Qtopia4. 4. 3作為用戶(hù)界面，為開(kāi)發(fā)調(diào) 試和系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了良好的平臺(tái)。
[0019] 無(wú)線(xiàn)傳輸模塊4采用工作在2.4GHz公共頻段的Wi-Fi模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，它遵循 IEEE802. llb/g網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，可用于在后期開(kāi)發(fā)中將終端接入Internet，其最高數(shù)據(jù)率為 54Mbps，支持WinCE、Linux系統(tǒng)。室內(nèi)通信距離可達(dá)100m，室外開(kāi)闊地可達(dá)300m。只需要 對(duì)ARM-Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置就可以由以太網(wǎng)連接模式轉(zhuǎn)化為雙機(jī)通信AD-H0C 模式，在系統(tǒng)啟動(dòng)之后，設(shè)計(jì)了基于Qt即跨平臺(tái)C++圖形用戶(hù)界面應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架的窗 口設(shè)計(jì)，方便切換連接模式。
[0020] 選用Wi-Fi模塊具有很好的可擴(kuò)展性，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)路由器的Wi-Fi連接到廣域 網(wǎng)，具有很好的應(yīng)用前景。同時(shí)大多數(shù)手機(jī)等終端設(shè)備具有Wi-Fi功能，后期還可以將軟件 升級(jí)至Andriod系統(tǒng)，方便開(kāi)發(fā)和移植。它減少了音視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)拈_(kāi)發(fā)成本和周期，也給 現(xiàn)代移動(dòng)通信提供了一種新的音視頻通信方式。Wi-Fi的驅(qū)動(dòng)配置好后，應(yīng)用層和以太網(wǎng)接 口模式編程完全相同。由于此設(shè)計(jì)音視頻數(shù)據(jù)量較大，不宜采用UDP，因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)量過(guò)大或 傳輸信號(hào)不好時(shí)，UDP會(huì)嚴(yán)重丟包，所以最終選擇面向連接的TCP，保證了系統(tǒng)音視頻有效 傳輸。由于TCP是應(yīng)答式傳輸數(shù)據(jù)，在局域網(wǎng)內(nèi)，無(wú)需考慮TCP丟包問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能 提供了可靠的保障。
[0021] 視頻采集模塊1和音頻采集模塊2負(fù)責(zé)采集用戶(hù)A的模擬信號(hào)，把采集到的音視 頻數(shù)據(jù)送到音視頻壓縮及處理模塊3,經(jīng)過(guò)壓縮處理，再加上數(shù)據(jù)包頭一起由無(wú)線(xiàn)傳輸模塊 4經(jīng)無(wú)線(xiàn)信道傳送到音視頻接收模塊5,該無(wú)線(xiàn)傳輸模塊4與音視頻接收模塊5的傳輸方 式為Wi-Fi形式；音視頻接收模塊5接收到的信息再經(jīng)過(guò)音視頻解壓縮模塊6的解壓縮處 理，恢復(fù)出音視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)音視頻處理回放模塊7的音視頻同步處理，最后將數(shù)據(jù)通過(guò)視 頻輸出模塊8和音頻輸出模塊9傳輸?shù)接脩?hù)B。
[0022] 本實(shí)用新型基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)以視頻流為主媒體流，音頻 流為從媒體流，視頻的播放速率保持不變，根據(jù)本地系統(tǒng)時(shí)鐘確定實(shí)際時(shí)間,通過(guò)調(diào)整音頻 播放速度來(lái)達(dá)到音視頻同步。首先選擇一個(gè)本地系統(tǒng)時(shí)鐘參考（LSCR)，然后將LSCR發(fā)送 到視頻解碼器12和音頻解碼器14,由這兩個(gè)解碼器根據(jù)各幀的PTS值對(duì)照本地系統(tǒng)時(shí)鐘， 參考產(chǎn)生各幀準(zhǔn)確的顯示或回放的時(shí)間。也就是說(shuō)，生成輸出數(shù)據(jù)流時(shí)依據(jù)本地參考時(shí)鐘 上的時(shí)間，通過(guò)時(shí)間戳控制器13給每個(gè)數(shù)據(jù)塊都打上時(shí)間戳，一般包括開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí) 間。在播放時(shí)，讀取數(shù)據(jù)塊上的時(shí)間戳，根據(jù)時(shí)間戳比較器15比較的結(jié)果，同時(shí)參考本地系 統(tǒng)時(shí)鐘上的時(shí)間來(lái)安排播放。
[0023] 本實(shí)用新型基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)的音視頻壓縮及處理模塊3 采用S3C6410微處理器，視頻采集模塊采用CMOS攝像頭獲取圖像，利用S3C6410微處理器 獨(dú)特的MFC功能，實(shí)現(xiàn)H. 264高速、高效率硬件壓縮和解壓；通過(guò)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)傳輸；通信雙機(jī) 采用多線(xiàn)程方式實(shí)現(xiàn)了音視頻實(shí)時(shí)傳輸；可在4. 3寸的彩色液晶屏上顯示本機(jī)及遠(yuǎn)端機(jī)清 晰的圖像；音頻與視頻可全雙工同步傳輸。該系統(tǒng)功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)潔，可廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程 監(jiān)控、視頻電話(huà)等各種領(lǐng)域，可替代傳統(tǒng)對(duì)講系統(tǒng)，具有較好的實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1. 基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，其特征在于，包括音視頻壓縮及處理模 塊（3 )，所述的音視頻壓縮及處理模塊（3 )的輸入端分別連接有音頻采集模塊（1)和視頻采 集模塊（2)，所述的音視頻壓縮及處理模塊（3)的輸出端通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊（4)經(jīng)無(wú)線(xiàn)信道 連接有音視頻接收模塊（5 )，所述的音視頻接收模塊（5 )通過(guò)音視頻解壓縮模塊（6 )連接有 音視頻處理回放模塊（7)，所述的音視頻處理回放模塊（7)的輸出端分別連接有視頻輸出 模塊（8)和音頻輸出模塊（9)。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，其特征在于，所述的 音視頻處理回放模塊（7)包括與音視頻解壓縮模塊（6)連接的分離器（11)，所述的分離器 (11)的輸出端分別連接有視頻解碼器（12)和音頻解碼器（14)，所述的視頻解碼器（12)和 音頻解碼器（14)之間通過(guò)時(shí)間戳控制器（13)連接，所述的視頻解碼器（12)的輸出端和音 頻解碼器（14)的輸出端均連接到同一個(gè)時(shí)間戳比較器（15)上，所述的時(shí)間戳比較器（15) 的輸出端還通過(guò)音視頻同步器（10)連接到音頻解碼器（14)，所述的時(shí)間戳比較器（15)的 輸出端用于與視頻輸出模塊（8)和音頻輸出模塊（9)連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，其特征在于，所述的 音頻采集模塊（1)為內(nèi)部集成Inter-IC Sound Bus音頻接口的WM9714音頻芯片。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于ARM微處理器的無(wú)線(xiàn)音視頻對(duì)講系統(tǒng)，其特征在于，所述的 視頻采集模塊（2)的攝像頭為0V9650CM0S攝像頭。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK203896438SQ201420131854
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】吳延海, 鄒振華, 索世昌, 張凡, 田敏, 藍(lán)世強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)