基于arm微处理器的无线音视频对讲系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，包括音视频压缩及处理模块，音视频压缩及处理模块的输入端分别连接有音频采集模块和视频采集模块，音视频压缩及处理模块的输出端通过无线传输模块经无线信道连接有音视频接收模块，音视频接收模块通过音视频解压缩模块连接有音视频处理回放模块，音视频处理回放模块的输出端分别连接有视频输出模块和音频输出模块。采用S3C6410微处理器和CMOS摄像头，利用S3C6410微处理器独特的MFC功能，实现H.264高速、高效率硬件压缩和解压；通过Wi-Fi无线传输；通信双机采用多线程方式实现了音视频实时传输，音频与视频可全双工同步传输，该系统功能实用、操作简洁，可广泛应用在远程监控、视频电话等各种领域，可替代传统对讲系统，具有较好的实用性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于通信【技术领域】，具体涉及基于ARM微处理器的无线音视频对讲系 统。 基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统
【背景技术】
[0002] 现有的可视对讲系统广泛应用于小区、学校和企业等公共场所，但是其存在传输 距离短，信号不稳定等问题。随着数字化和网络化时代的到来，尤其是宽带无线网络的发 展，为可视对讲系统这样音视频大数据量的传输业务，在无线网络上的应用提供了契机。无 线多媒体是多媒体和移动通信这两个领域技术相互融合的产物，成为当今通信领域的一个 热点。鉴于Linux内核的开源性，采用其作为操作系统，从而使整个系统具有更好的实时性 和稳定性。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，以解决现有 对讲系统无线传输距离短，信号差的问题。
[0004] 本实用新型所采用的技术方案是，基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，包 括音视频压缩及处理模块，音视频压缩及处理模块的输入端分别连接有音频采集模块和视 频采集模块，音视频压缩及处理模块的输出端通过无线传输模块经无线信道连接有音视频 接收模块，音视频接收模块通过音视频解压缩模块连接有音视频处理回放模块，音视频处 理回放模块的输出端分别连接有视频输出模块和音频输出模块。
[0005] 本实用新型的特点还在于，
[0006] 音视频处理回放模块包括与音视频解压缩模块连接的分离器，分离器的输出端分 别连接有视频解码器和音频解码器，视频解码器和音频解码器之间通过时间戳控制器连 接，视频解码器的输出端和音频解码器的输出端均连接到同一个时间戳比较器上，时间戳 比较器的输出端还通过音视频同步器连接到音频解码器，时间戳比较器的输出端用于与视 频输出模块和音频输出模块连接。
[0007] 音频采集模块为内部集成Inter-IC Sound Bus音频接口的WM9714音频芯片。
[0008] 视频采集模块的摄像头为0V9650CM0S摄像头。
[0009] 本实用新型的有益效果是，采用S3C6410微处理器和CMOS摄像头，利用S3C6410 微处理器独特的MFC功能，实现H. 264高速、高效率硬件压缩和解压；通过Wi-Fi无线传输； 通信双机采用多线程方式实现了音视频实时传输，音频与视频可全双工同步传输，该系统 功能实用、操作简洁，可广泛应用在远程监控、视频电话等各种领域，可替代传统对讲系统， 具有较好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统的结构示意图；
[0011] 图2是本实用新型基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统的音视频处理回放模 块的结构示意图。
[0012] 图中，1.视频采集模块，2.音频采集模块，3.音视频压缩及处理模块，4.无线传输 模块，5.音视频接收模块，6.音视频解压缩模块，7.音视频处理回放模块，8.视频输出模 块，9.音频输出模块，10.音视频同步器，11.分离器，12.视频解码器，13.时间戳控制器， 14.音频解码器，15.时间戳比较器。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
[0014] 本实用新型提供了一种基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，参见图1，包括 音视频压缩及处理模块3,音视频压缩及处理模块3的输入端分别连接有音频采集模块1和 视频采集模块2,音视频压缩及处理模块3的输出端通过无线传输模块4经无线信道连接有 音视频接收模块5,音视频接收模块5通过音视频解压缩模块6连接有音视频处理回放模块 7,音视频处理回放模块7的输出端分别连接有视频输出模块8和音频输出模块9。
[0015] 参见图2,音视频处理回放模块7包括与音视频解压缩模块6连接的分离器11，分 离器11的输出端分别连接有视频解码器12和音频解码器14,视频解码器12和音频解码器 14之间通过时间戳控制器13连接，视频解码器12的输出端和音频解码器14的输出端均连 接到同一个时间戳比较器15上，时间戳比较器15的输出端还通过音视频同步器10连接到 音频解码器14,时间戳比较器15的输出端用于与视频输出模块8和音频输出模块9连接； 音频采集模块1为内部集成Inter-IC Sound Bus音频接口的WM9714音频芯片；视频采集 模块2的摄像头为0V9650CM0S摄像头。
[0016] 音频采集模块1为内部集成IIS (Inter-IC Sound Bus)音频接口的WM9714音频 芯片。IIS是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而定制的一种总线标准。在 飞利浦公司的IIS标准中，既规定了硬件接口系统，也规范了音频数据的格式。基于此硬件 及接口规范，实现了集成音频输出、Linein输入和Mic输入功能。
[0017] 视频采集模块2使用的是0V9650CM0S摄像头，分辨率高达130万像素，可直接与 0K6410开发板的CAMERA接口相接。适用于高端消费类电子产品、工业控制、车载导航、多媒 体终端、行业PDA、嵌入式教育培训、个人学习等。其结构较简单，提供硬件驱动程序，便于使 用和调试。
[0018] 音视频压缩及处理模块3和无线传输模块4均为嵌入式模块，无线传输模块4运 行在2. 4GHz频段，符合IEEE802. lib无线局域网协议标准；系统硬件设计以ARM11为核 心微处理器，主频为532MHz，能够满足实时处理的要求，其内部集成有256MB SDRAM、2GB FLASH、音频录、放音接口、Camera视频接口、无线WiFi接口、IXD接口、SD卡接口等，同时以 开源的Linux2. 6. 28为内核，yaffs2为根文件系统，Qtopia4. 4. 3作为用户界面，为开发调 试和系统设计提供了良好的平台。
[0019] 无线传输模块4采用工作在2.4GHz公共频段的Wi-Fi模块来实现，它遵循 IEEE802. llb/g网络标准，可用于在后期开发中将终端接入Internet，其最高数据率为 54Mbps，支持WinCE、Linux系统。室内通信距离可达100m，室外开阔地可达300m。只需要 对ARM-Linux操作系统进行简单的配置就可以由以太网连接模式转化为双机通信AD-H0C 模式，在系统启动之后，设计了基于Qt即跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架的窗 口设计，方便切换连接模式。
[0020] 选用Wi-Fi模块具有很好的可扩展性，可以通过无线路由器的Wi-Fi连接到广域 网，具有很好的应用前景。同时大多数手机等终端设备具有Wi-Fi功能，后期还可以将软件 升级至Andriod系统，方便开发和移植。它减少了音视频实时传输的开发成本和周期，也给 现代移动通信提供了一种新的音视频通信方式。Wi-Fi的驱动配置好后，应用层和以太网接 口模式编程完全相同。由于此设计音视频数据量较大，不宜采用UDP，因为当数据量过大或 传输信号不好时，UDP会严重丢包，所以最终选择面向连接的TCP，保证了系统音视频有效 传输。由于TCP是应答式传输数据，在局域网内，无需考虑TCP丢包问题，为实现系统功能 提供了可靠的保障。
[0021] 视频采集模块1和音频采集模块2负责采集用户A的模拟信号，把采集到的音视 频数据送到音视频压缩及处理模块3,经过压缩处理，再加上数据包头一起由无线传输模块 4经无线信道传送到音视频接收模块5,该无线传输模块4与音视频接收模块5的传输方 式为Wi-Fi形式；音视频接收模块5接收到的信息再经过音视频解压缩模块6的解压缩处 理，恢复出音视频数据，通过音视频处理回放模块7的音视频同步处理，最后将数据通过视 频输出模块8和音频输出模块9传输到用户B。
[0022] 本实用新型基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统以视频流为主媒体流，音频 流为从媒体流，视频的播放速率保持不变，根据本地系统时钟确定实际时间,通过调整音频 播放速度来达到音视频同步。首先选择一个本地系统时钟参考（LSCR)，然后将LSCR发送 到视频解码器12和音频解码器14,由这两个解码器根据各帧的PTS值对照本地系统时钟， 参考产生各帧准确的显示或回放的时间。也就是说，生成输出数据流时依据本地参考时钟 上的时间，通过时间戳控制器13给每个数据块都打上时间戳，一般包括开始时间和结束时 间。在播放时，读取数据块上的时间戳，根据时间戳比较器15比较的结果，同时参考本地系 统时钟上的时间来安排播放。
[0023] 本实用新型基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统的音视频压缩及处理模块3 采用S3C6410微处理器，视频采集模块采用CMOS摄像头获取图像，利用S3C6410微处理器 独特的MFC功能，实现H. 264高速、高效率硬件压缩和解压；通过Wi-Fi无线传输；通信双机 采用多线程方式实现了音视频实时传输；可在4. 3寸的彩色液晶屏上显示本机及远端机清 晰的图像；音频与视频可全双工同步传输。该系统功能实用、操作简洁，可广泛应用在远程 监控、视频电话等各种领域，可替代传统对讲系统，具有较好的实用性。
【权利要求】
1. 基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，其特征在于，包括音视频压缩及处理模 块（3 )，所述的音视频压缩及处理模块（3 )的输入端分别连接有音频采集模块（1)和视频采 集模块（2)，所述的音视频压缩及处理模块（3)的输出端通过无线传输模块（4)经无线信道 连接有音视频接收模块（5 )，所述的音视频接收模块（5 )通过音视频解压缩模块（6 )连接有 音视频处理回放模块（7)，所述的音视频处理回放模块（7)的输出端分别连接有视频输出 模块（8)和音频输出模块（9)。
2. 如权利要求1所述的基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，其特征在于，所述的 音视频处理回放模块（7)包括与音视频解压缩模块（6)连接的分离器（11)，所述的分离器 (11)的输出端分别连接有视频解码器（12)和音频解码器（14)，所述的视频解码器（12)和 音频解码器（14)之间通过时间戳控制器（13)连接，所述的视频解码器（12)的输出端和音 频解码器（14)的输出端均连接到同一个时间戳比较器（15)上，所述的时间戳比较器（15) 的输出端还通过音视频同步器（10)连接到音频解码器（14)，所述的时间戳比较器（15)的 输出端用于与视频输出模块（8)和音频输出模块（9)连接。
3. 如权利要求1所述的基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，其特征在于，所述的 音频采集模块（1)为内部集成Inter-IC Sound Bus音频接口的WM9714音频芯片。
4. 如权利要求1所述的基于ARM微处理器的无线音视频对讲系统，其特征在于，所述的 视频采集模块（2)的摄像头为0V9650CM0S摄像头。
【文档编号】H04L29/06GK203896438SQ201420131854
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】吴延海, 邹振华, 索世昌, 张凡, 田敏, 蓝世强 申请人:西安科技大学