摘要：本文提出了一种基于CDMA的无线图像传输系统设计原理和实现方案，简要介绍了CDMA技术的基本知识，描述了CDMA无线传输应用于远程图像监控的实现方法。通过在实验室构建了该无线图像监控系统，获得了理想的效果.
关键词： CDMA；CDMA Ruter；Internet；图像监控；监控系统


引言
近年来，图像监控以其直观、方便、信息内容丰富而被广泛应用于许多重要场合，成为安全监控的主要手段。随着计算机通信技术和网络技术的快速发展，无线网络技术已成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，它的应用领域也在飞速的扩大。由于远程图像监控系统实现了对远程目标的监视、遥控等功能，从而为无人值守场合提供了新手段。CDMA技术的出现使成本合理、相对较低技术门槛无线数据传输技术在监控系统中实现现场到远程监控中心的实时数据传输成为可能。

一  CDMA技术简介
CDMA是(Code Division Multiple Access)即码分多址技术,是近年来用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术。
CDMA允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。 
CDMA数据传输的优点在于:
(1)传输速率高，最高理论带宽可达到230.4kb/s；
(2)永远在线，可以实时传输数据；
(3)按流量收费，价格合理；
(4)基于IP协议可以访问整个Internet。
CDMA 网络的远程图像监控系统采用无线传播媒质，摆脱了线缆的约束，在一定范围内可以任意变换位置。不受活动区域的限制，通过CDMA移动通信网络，可以很方便的实现远程移动监控。


二  系统组网方案
终端收集到图像数据信息后，要把数据发送到监控中心，而终端部分无线数据传输功能由CDMA RUTER来完成。CDMA RUTER与监控中心的连接总体上有两种方案：CDMA + Internet连接；CDMA内网连接。其系统拓扑结构如图1和图2所示。

（一）系统拓扑结构1
监控中心采用Internet接入,其接入方式有多种方式，只要具有公网IP地址（动态或静态）即可。电信、网通等电讯公司提供的专线接入获得固定IP一般是公网IP地址，也就是Internet上可以访问的IP地址，RUTER与监控中心服务器的连接通过CDMA + Internet，安全级别稍低，但是可以通过由移动运营商经VPN隧道连接至监控中心服务器，这样可以大大提高安全级别并且可以减小时延。

图1   系统拓扑结构1: 通过CDMA + Internet连接

（二）系统拓扑结构2
CDMA 内网连接可采用专线接入或CDMA终端连接。专线接入由移动运营商的PDSN（CDMA 路由器）经数据专线连接至监控中心，监控中心获得内网固定IP地址。获得的内网IP地址与RUTER同在一个网段，其数据安全性好；时延小；成本高。
CDMA终端连接需要移动运营商分配给监控中心CDMA内网固定IP地址；开放CDMA用户端对端数据通讯。RUTER根据配置的监控中心内网IP地址与监控中心建立数据通道。CDMA终端连接技术上还有待更好地的去支持，目前实际应用中很少采用这种方法。

图2  系统拓扑结构2：CDMA 内网连接
如何决定使用何种方案，关键由应用的性质决定。本文从最经济的方式来考虑，监控中心采用了“ADSL(动态IP) + 动态域名”解决方案。终端与监控中心的连接是基于Socket通讯的。

三  系统的实现
1 终端部分
图像采集终端部分由摄像头 DTU、微处理器和CDMA RUTER组成。摄像头 DTU负责采集图像数据并由微处理器进行收集，微处理器通过CDMA RUTER把数据发送到远程监控中心。
1.1摄像头DTU及接口
摄像头 DTU是一个具备视频捕捉和压缩功能的摄像机，它的功能与数码像机也十分相似。摄像头 DTU采用标准压缩算法将原始图像压缩为JPG格式，其压缩功能提高了远程图像监控系统的实用性。
   摄像头 DTU的数据接口是RJ45接口，采用+5V电源输入。引脚功能如下：
◆  CAPEN：用于允许或禁止摄像头 DTU输出图像。CAPEN=1，则允许输出图像，CAPEN=0，则禁止输出图像。
◆    JPEGD7..JPEGD0: 并行数据输出。在这组引脚上输出8位的图像数据。
◆    JPEGINT: 从摄像头 DTU到外部微控制器的中断信号是一个宽度约10us 的正脉冲，微控制器可在此信号的下降沿时触发中断。此中断信号指出已在JPEGD7..JPEGD0 引脚上输出一个新的图像数据。
摄像头 DTU上电后内部有一个复位和初始化过程，初始化完成后进入预备状态。在预备状态下，摄像头 DTU循环检查CAPEN引脚，如果CAPEN＝1，就在JPEGD7..JPEGD0 引脚上连续输出数据，每输出一个数据，就在JPEGINT引脚上产生一个中断信号，以通知微控制器读取数据。摄像头 DTU输出的是一个完整的JPG文件，JPG 文件总是以“0XFF”、“0XD8” 开始，并以“0XFF”、“0XD9”结束。微控制器对接收的数据进行检查，当收到“0XFF” 、“0XD9”时，表明文件结束，本次采集过程完成。随后摄像头 DTU将重新回到预备状态。
    微控制器为TMS320LF2407A,主频40M,IOPC口用来读取摄像头 DTU的数据，摄像头 DTU的中断输出（CAPINT）连接到TMS320LF2407的XINT1，下降沿触发；输出允许（CAPEN）接IOPE0。TMS320LF2407扩展了64K字节的SRAM用作图像的缓存。由于摄像头 DTU采用的是＋5电源供电，TM320LF2407采用的是＋3.3V电源供电，因此其接口必须解决电平转换。本文采用SN74LVC245A芯片来实现＋5V电源系统和＋3.3V电源
系统之间的电平转换。

图3   图像采集终端基本构成
1.2 CDMA 传输部分
微控制器收集到图像数据信息后，要通过Internet把数据发送到监控中心。而系统中完成微控制器与Internet网通讯工作的就是CDMA RUTER和CDMA网。由于CDMA是基于IP协议的，但普通的CDMA RUTER没有内嵌TCP/IP协议栈，需要用户提供TCP/IP的支持。就是说，需要在使用CDMA RUTER的上位机系统中嵌入TCP/IP,这是一个复杂而繁琐的工作。为了减小应用本身的工作量和增加系统的实用性，本系统采用了厦门四信通信工业级CDMA RUTER，型号为f3220，它内嵌了TCP/IP协议栈，具有Socket通讯功能，并提供透明数据传输通道，用户只需设置一些参数就可实现将嵌入式系统直接与Internet相连，实现网络的互连互通。
CDMA RUTER的主要特点：
◆ 使用方便、灵活、可靠；
◆ 内嵌了完整的TCP/IP协