本发明属于视频处理领域，具体涉及一种基于FPGA的嵌入式视频服务器。
背景技术：
嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积等综合性严格要求的专用计算机系统，亦即为监控系统量体裁衣的专用计算机系统。
嵌入式系统集软硬件于一体，主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。
嵌入式操作系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。嵌入式系统的优点：系统为专用系统，所以系统小，指令精简，处理速度快；系统数据置于ROM/FLASHMEMORY，调用速度快，不会被改变，稳定性好；系统处理实时性好，性能稳定；文件管理系统更适合于大量的数据。
嵌入式视频Web服务器是在视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时多任务操作系统。摄像机送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到内置的Web服务器，网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的摄像机图像，授权用户还可以控制摄像机、云台、镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网，达到即插即看，省掉多种复杂的电缆，安装方便(仅需设置一个IP地址)，用户也无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看。
嵌入式Web服务器实际上基于嵌入式电脑技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，又由于视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。
网络视频服务器(NetworkedVideoServer)是采用通信、计算机、互联网技术和标准，基于最先进的视频压缩技术开发的嵌入式网络视频监控系统。一般采用标准的互联网TCP/IP协议，不仅能在本地局域网传送实时图像，还可以在网络带宽受限的ISDN、PSTN、xDSL路由器、广域网、INTERNET和无线网络上传送高清晰图像，对于语音传送，也真正达到了实时并与视频同步。
FPGA由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程的I/O单元阵列构成，一个FPGA包含丰富的逻辑门、寄存器和I/O资源。一片FPGA芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现的系统。
FPGA的结构灵活，其逻辑单元、可编程内部连线和I/O单元都可以由用户编程，可以实现任何逻辑功能，满足各种设计需求。其速度快，功耗低，通用性强，特别适用于复杂系统的设计。使用FPGA还可以实现动态配置、在线系统重构(可以在系统运行的不同时刻，按需要改变电路的功能，使系统具备多种空间相关或时间相关的任务)及硬件软化、软件硬化等功能。
鉴于高频疲劳试验机控制器控制规模比较大，功能复杂，故在研制过程中，在传统试验机控制器的基础上，通过FPGA技术及微机技术两者的结合，来全面提升控制器系统的性能，使整机的工作效率、控制精度和电气系统可靠性得到了提高，且操作方便而又不乏技术的先进性。
随着半导体工艺的不断进步，FPGA不仅告别了传统观念的价格昂贵，而且性能也显著提升，同时不断集成一些新的硬件资源，比如内嵌DSP块、内嵌RAM块、锁相环(PLL)、高速外部存储器接I](DDR)等，作为一个平台，FPGA显然已经非常适合于高性能的视频和图像技术，用FPGA来做实时图像处理，由于可编程逻辑的大容量、灵活性，可以实现图像极大的并行处理能力，速度可以比PC机和数字信号处理芯片快，可以实现SOPC(片上可编程系统)，帮助用户定制系统，缩短产品研发和更新换代的周期，快速做出有自己特色的，自主知识产权的产品，越来越多的研究人员开始致力于有关FPGA的视频图像处理技术。
中国专利申请“CN200910018650.8”提供了一基于ARM和DSP架构的嵌入式视频服务器。包括ARM9微处理器、TIC6000DSP芯片、DDR2SDRAM存储器、FLASH存储器、SATA硬盘、高速以太网控制器，ARM9微处理器分别与TIC6000DSP芯片、DDR2SDRAM存储器、FLASH存储器、SATA硬盘、高速以太网控制器相连接，负责运行操作系统和用户程序。可应用于煤矿、医院、学校、道路交通、小区、酒店等监控场合，构建远程监控系统。
但ARM和DSP架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器，目前只适合做事务处理或者中低端应用。另外，嵌入式视频服务器的处理器工作过程中容易出现过热现象，导致电路板损坏，现有技术中没有对其工作电阻、温度进行检测和报警的功能，在设备安全性上尚有不足。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有视频服务器的处理器功能不足以及视频服务器设备安全性不足的问题。
为此，本发明提供了一种基于FPGA的嵌入式视频服务器，包括IIC总线、视频数据采集模块、视频信号压缩模块，所述视频服务器包括FPGA处理器、网络接口模块；
包括第一通讯接口、第一数据存储模块、第二数据存储模块、flash模块和第二通讯接口；
包括温度检测模块、报警模块、电阻检测模块；
所述视频信号压缩模块、IIC总线分别与视频数据采集模块连接，FPGA处理器与视频信号压缩模块、IIC总线、网络接口模块、flash模块、第二数据存储模块以及第一通讯接口连接；第一数据存储模块与视频信号压缩模块连接，第二通讯接口与网络接口模块连接；
所述FPGA处理器上并联有电阻检测模块，温度检测模块与FPGA处理器连接，温度检测模块与报警模块连接。
所述温度检测模块包括温度检测器和与其连接的模数字信号转换器。
所述报警模块包括与模数字信号转换器输出端连接的数字信号开关以及与数字信号开关连接的讯响器。
所述电阻检测模块包括电阻检测器及与其依次连接的电阻对比器、电阻模数字信号转换器。
所述第一数据存储模块和第二数据存储模块均采用同步动态随机存储器。
本发明在现有技术上革新，采用FPGA处理器，该处理器的特点是非常适合于高性能的视频和图像技术。由于其可编程逻辑的大容量、灵活性，可以实现图像极大的并行处理能力，速度可以比PC机和数字信号处理芯片快，可以实现片上可编程系统。另外，本发明增设的电阻检测模块，温度检测模块以及报警模块，以监测FPGA处理器的工作电阻、工作温度，并在工作温度超标时进行报警。上述设计提高了嵌入式视频服务器工作时的安全性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是一种基于FPGA的嵌入式视频服务器电路框图。
图2是嵌入式视频服务器中电阻检测模块的电路框图。
图3是嵌入式视频服务器中温度检测模块的电路框图。
图4是嵌入式视频服务器中报警模块的电路框图。
具体实施方式
实施例一：
为了克服现有的视频服务器的处理器功能不足以及视频服务器设备安全性不足的问题，本实施例提供了一种图1所示的嵌入式视频服务器。上述视频服务器包括视频数据采集模块、视频信号压缩模块、FPGA处理器、网络接口模块；包括第一通讯接口、第一数据存储模块、第二数据存储模块、flash模块和第二通讯接口；包括温度检测模块、报警模块、电阻检测模块；
视频信号压缩模块、IIC总线分别与视频数据采集模块连接，FPGA处理器与视频信号压缩模块、IIC总线、网络接口模块、flash模块、第二数据存储模块以及第一通讯接口连接；第一数据存储模块与视频信号压缩模块连接，第二通讯接口与网络接口模块连接；FPGA处理器上并联有电阻检测模块，温度检测模块与FPGA处理器连接，温度检测模块与报警模块连接。
视频数据采集模块获取摄像机中的视频信号并实现A/D转换，视频数据采集模块的数据采集芯片采用SAA7114H型号。转换后的数字视频数据传输至视频信号压缩模块中进行视频压缩，视频信号压缩模块的压缩芯片采GO7007型号。压缩后的数据缓存于GO7007片内的FIFO(先进先出算法)中，当FIFO半满时候就触发FPGA处理器中断，由处理器的中断服务子程序获取该数据并存放于第一数据存储模块中，等待发送程序读取。FPGA处理器用于接收压缩后的数据并进行编码处理，Flash模块用于在编码过程中添加数据加密处理，第二数据存储模块用于缓存编码后的数据。
当服务器监听到监控端的视频请求时，服务器将视频数据打包并以流媒体的形式通过网络接口模块传输到监控端和PC端上去，网络接口模块的接口芯片采用CA8900A型号。网络接口模块通过第一接口模块与PC端连接，第一接口模块采用RJ45接口。FPGA处理器同时接收监控端发来的控制信息，通过CGI(CommonGatewayInterface)通用网关接口发送给应用程序。应用程序负责将控制信息通过第二通讯接口给摄像机云台，第二通讯接口采用RS232串口。
实施例二：
在实施例一基础上本实施例提供了如图1-4所示的温度检测模块包括温度检测器和与其连接的模数字信号转换器。由于FPGA处理器在工作时会大量产热，因此容易出现烧坏电路的情况。本发明采用温度检测器对FPGA处理器温度进行实时监测，并通过模数字信号转换器将所得信息转换成数字显示。这里的温度检测器采用型号为DS18B20，该温度检测器体积小功耗低、温度精度高、抗干扰能力强。
报警模块包括与模数字信号转换器输出端连接的数字信号开关以及与数字信号开关连接的讯响器。报警模块的数字信号开关在接收到温度检测模块模数字信号转换器的高温信号后自动开启，讯响器接通发出警报声，提醒使用者，避免FPGA处理器烧坏。
电阻检测模块包括电阻检测器及与其依次连接的电阻对比器、电阻模数字信号转换器。当FPGA处理器工作电阻大于正常值时，会导致FPGA处理器大量产热，烧坏主板。本实施例中FPGA处理器的电阻会经过电阻检测器检测，再经电阻对比器与正常工作电阻进行对比，最终经电阻模数字信号转换器转换为数字显示。本实施例中的电阻检测模块采用型号为BO2571-Ⅱ。
所述第一数据存储模块和第二数据存储模块均采用同步动态随机存储器，该存储器读写速度快，成本低。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。