2.4g无线模块工作原理 基于ARM S3C2410X的嵌入式无线视频监控系统设计(2)

3) 初始化channel：int v4l_get_channels(v4l_device *vd){} 获取每个channel的信息；

4) 对channel设置norm：int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){} 对所有的channel设置norm；

5) 设备地址映射：v4l_mmap_init(v4l_device *vd){} 返回存放图像数据的地址；

6) 初始化mmap缓冲区： int v4l_grab_init(v4l_device *vd, int width, int height){}；

7) 视频捕获同步： int v4l_grab_sync(v4l_device *vd){}；

8) 视频捕获： int device_grab_frame(){}。

通过以上操作，即可将视频数据采集到内存。采集到内存的视频数据既可采用文件的形式保存，也可将其压缩后封装进数据包，通过网络传输到数据处理中心。本设计采用后一种处理方法，即：先将采集的视频数据进行JPEG压缩，再将其封装进数据包传输到视频应用服务端处理。

3 视频压缩模块设计

由于视频采集模块采集的视频数据信息量较大，如果直接通过网络传输，则会增加数据传输系统的负担，大大降低数据传输效率。为此，本设计采用JPEG —Joint Photographic Experts Group压缩编码算法对视频数据进行压缩。JPEG是一个适用于彩色、单色多灰度、连续色调静止数字图像的压缩标准，是静态数字图像压缩的国际标准，不仅适用于静止图像压缩，而且适用于电视图像序列的帧内图像压缩。由于JPEG压缩采用的是全彩影像标准，其主要处理过程包括：色彩模型转换、离散余弦— DCT变换、重排DCT结果、量化、编码等。

在本设计中，采用最基本的JPEG算法，其主要步骤为：首先，通过离散余弦变换（DCT）去除数据冗余；其次，使用量化表对DCT系数进行量化；最后，采用Huaffman可变字长编码对量化后的DCT系数进行编码，使其熵达到最小。通过实验，数据压缩效果良好，图像压缩率可以达到70%左右。

4 nRF2401无线发射、接收模块设计

本设计采用nRF2401 2.4GHz无线收发芯片完成视频数据的无线传输。nRF2410是一款单片射频收发芯片，工作在2.4GHz~2.5GHz ISM频段，该芯片内置频率合成器、功率放大器、晶振和调制解调器等功能模块，其输出功率和通信频道等参数都可以通过程序进行配置。内置的 DuoCeiver使nRF2401可以使用同一天线同时接收两个不同频道的数据，这为视频数据的传输提供了有利条件。

nRF2401在发送和接收数据时主要完成以下操作：

1）初始化发送端和接收端：主要完成I/O端口的配置，使能/，启动计数器等；

2）/配置：先打开配置方式，再配置发送/，最后使能收发功能；

3）接收包/接收包处理：

4）发送/接收数据：完成数据包的发送/接收操作；

5）读取A/D转换结果：等待AD转换完成后，读取A/D转换结果数据，并开始接受新的转换；

5 视频传输模块设计

视频传输模块收到无线接收模块递交的视频数据后，可以通过串口或网络接口将其传输到视频应用服务端，本设计采用网络接口进行数据传输。目前，互联网上传输视频数据大多采用UDP协议。UDP协议提供非连接、不可靠的数据传输，由于接收端只对收到的UDP数据包进行简单的完整性校验，丢弃有错误的数据包，因此数据传输速度较快。然而，为了提高数据传输的准确性和减少因使用UDP协议而额外增加的、繁琐的数据确认操作，本设计选用面向连接的、可靠的数据传输协议—TCP。视频传输模块与视频应用服务端之间的通信过程如图3所示：

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