1。2  国内外现状和发展趋势

1。3本文主要内容

本系统主要是在大空间下，实现对火灾的快速探测与报警，并实现视频的传输功能。本文主要是该系统的硬件设计研究，主要工作分为三部分：

（1）根据系统应用需求，选择合适的硬件方案，保证性能优，成本低，开发难度低。

（2）在系统总体方案的基础上，对系统的各个模块进行具体的硬件设计，主要包括器件的选型、原理图的绘制和PCB图的绘制。

（3）对硬件系统进行调试，包括硬件电路的测试、软件的调试与验证。论文网

2  总体设计

2。1  系统设计方案

嵌入式平台方案主要有以下三种：

（1）DSP系统方案。使用单个DSP进行视频图像处理，如DM642，并进行视频压缩。由于视频图像处理与视频压缩都需要占有较多的软件资源，所以该方案必然无法满足实时性。

（2）ARM系统方案。采用具有视频解压缩模块的ARM处理器，如i。MX27。虽然这种处理器具有视频压缩模块，且不占用CPU，但其图像处理的运算能力不及DSP。根据以前的项目经验，证实这种方案也无法满足实时性。

（3）DaVinci系统方案。采用TI的具有DaVinci系统的多核处理器，如DM6446。这种处理器采用TI公司最新的内核TMS320DM644x+DSP,包含C64核、DSP核、AtLM926核、加速器和外设。具有视频编解码压缩模块和强大的DSP处理器，但该系统硬件、软件开发复杂度都较高，成本高。

综合以上情况，提出一种DSP+ARM的方案。DSP进行视频图像处理，ARM进行视频的压缩以及以太网传输。

2。2  系统总体设计

如图2。1为硬件系统的总体框图。系统通过可见光摄像头和红外摄像头分别采集现场的可见光视频和红外视频，采集到的视频是模拟量，经过解码器的模数转换成为DSP处理器可以识别的数字视频流。DSP（如DM642）集成多个视频口，可以同时接收多路视频。接收到的视频通过DMA的方式存储在外部大容量存储器SDRAM中，以便之后的图像处理使用。经过对两路视频图像信号进行一定的图像算法处理之后，根据结果判断是否有火灾，并通过简单的IO接口对外报警，同时会在原可见光图像中对火灾进行标志。处理后的图像也经DSP的视频口输出，再通过编码器的数模转换成为模拟量上传到显示器用于显示。DSP处理后的视频也会传输给ARM，ARM（如i。MX27）利用内部嵌入的H。264编码模块对视频数据进行压缩处理，并将压缩处理后的视频数据经以太网上传到上位机用于显示。

图2。1硬件系统总体框图

系统主要分为以DSP为核心的视频处理系统和以ARM为核心的视频传输系统。

3  视频处理系统设计

3。1  总体设计

视频处理系统主要任务是提供一个具有强大图像处理能力的系统，所以采用具有强大运算能力的数据信号处理器（DSP）作为CPU，然后扩展外部模块实现各种功能。如图3。1所示为视频处理系统的总体设计框图。

图3。1视频处理系统总体框图

视频处理系统的CPU采用TMS320DM642芯片，该芯片是一款功能强大的DSP，能够满足本系统的要求。系统接收两路视频输入，需要2路视频解码模块实现视频信号的模数转换。DM642通过两路视频口（VP1、VP2）接收转换后的数字视频信号，用于图像算法处理。DM642通过EMIF接口外扩SDRAM，用于存放视频数据和其它内容，外扩FLASH用于存放代码和其它非易失性数据。DM642处理过的数字视频信号通过一路视频口（VP0）传送给视频编码模块，视频编码模块通过数模转换将数字视频信号转换成模拟视频信号用于远端的监控显示器显示。采用并串转换芯片将DM642的数据口转换成串口RS232和RS485，用于调试和通信。电源模块为各个模拟提供所需要的电压，1。4V、1。8V、3。3V等。文献综述