基于ARM的视频监控系统的设计与实现
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a基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现目录基于ARM的嵌入式-1 -网络视频监控系统设计与实现.................................................................................... -1 -目录 ............................................................................... -1 -一、绪论............................................................................ -1 -1.1研究意义-1 -1.2市场需求-1 -1.3目前视频监控系统国内外常见方案设计-2 -1.4系统设计目标-3 -1.5技术可行性-4 -二、嵌入式系统介绍................................................................ -5 -2.1嵌入式系统定义-5 -2.2嵌入式系统特点-5 -2.3嵌入式系统的组成-6 -三、视频编解码和网络协议的选择73.1网络传输协议的分析选择73.1.1网络传输协议的分析73.1.2网络协议的选择和设计'123.1.3视频数据传输方式的选择.13 3.2图像压缩算法的分析选择133.2.1压缩的必要性和可能性.133.2.2系统视频压缩方法的选择.14四、监控系统方案设计154.1监控系统总体方案选择154.2监控系统硬件方案设计164.2.1嵌入式处理器的选择164.2.2Flash 的选择184.2.3网卡的选择.184.2.4摄像头的选择184.2.5存储硬盘接口的选择19五、硬件平台设计205.1网络视频监控系统的硬件架构205.2各模块及接口设计215.2.1存储系统模块及接口设计.215.2.2串口电路设计285.2.3调试接口电路305.2.4USB HOST 接口设计315.2.5监控系统硬件整体方案设计315.3监控系统软件整体方案设计325.3.1软件开发平台及开发工具的选择.325.3.2构建嵌入式软件平台335.3.3BootLoader 移植.345.3.4移植Linux2.6.14 内核.405.3.5CGI 简介.435.3.6监控系统软件方案.44六、系统的设备驱动程序移植456.1网卡驱动移植466.1.1核心板网卡移植.466.1.2主板网卡移植486.2摄像头驱动移植54七、监控系统软件的设计及实现557.1监控系统功能模块作用及设计557.2Linux下多线程编程技术571.2.1系统视频压缩方法的选择.587.3视频采集模块软件设计597.3.1关于Video4Linux607.3.2多路图像采集的实现647.4视频编码和解码模块设计647.4.1JPEG 标准657.4.2JPEG 解码677.4.3动态图像解码的优化677.4.4获取压缩后每一帧大小677.4.5WEB服务器搭建687.4.6PC上显示模块设计.727.4.7保存视频文件的设计n7.4.8FTP服务器的设计167.4.9系统运行性能77一、绪论1.1研究意义嵌入式是当今最为热门的概念之一,其应用领域也非常之广泛,无论是在工业控制、交通管理、信息家电、安防,还是个人手持设备,都有着非常广泛的应用。
-42-20078产品设计与实现一、前言二、数字视频监控系统的组成三、视频服务器的硬件实现监控系统作为现代企业不可缺少的重要组成部分,已广泛应用于交通、医院、银行、家居、视频会议和视频点播、证券、远程教育等诸多领域,可以有效地避免安全隐患的发生,保障员工人身安全和企业资产不受损失,实现无人值守。
早期的模拟监控系统不能联网,只能与监控中心进行点对点通信,随着图像与视频处理技术、网络技术和自动控制技术的发展,视频监控系统已过渡到数字化的网络监控。
它以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,采用先进的数字图像压缩编/解码技术和传输技术,将智能图像处理与识别技术用于图像显示、调整、跟踪,根据现场环境智能调节摄像机的位置及清晰度,对物体进行跟踪识别,对图像进行分析和处理。
数字视频监控系统主要由监控中心、通信链路和多个监控站点组成。
通讯链路在企业内部使用企业已经铺设好的局域网线路,将其连人企业内部网,然后可以将其接人Internet,以便将信号传输给远端分控计算机或授权用户。
传输的数据包括视频、报警等录像数据和控制信号。
监控中心具有电视墙、磁盘阵列、服务器、交换机和路由器等网络设备,还可以通过多级级联构成多级监控系统。
监控站点主要由视频服务器和摄像机组成,整个系统组网灵活;可以突破地域限制,进行大规模、远距离的实时图像监控和报警处理。
如图1所示。
监控系统的软件包括客户端、服务器端软件两部分以及相互之间的通信。
在实际工作中,根据实际情况,在需要的地方安装相应的前端监控设备(彩色或黑白摄像机、固定或活动云台、定焦或变焦和相应的软件系统。
图I中的每个监控站点主要由摄像头、云台控制器、网络视频服务器组成,可配置可变镜头、麦克风、扬声器等外设,如图2所示。
其中网络视频服务器以嵌人式微处理器为核心,由视频采集编码模块、网络功能模块、实时时钟模块、摄像头云台控制模块等组成。
嵌人式微处理器是硬件部分的核心 , 采用 SAMSUNG的微处理器S3C4510B。
嵌入式系统课程设计(报告)题目:基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计院系:专业:班级:姓名:学号:指导教师:二〇年月嵌入式系统课程设计(报告)摘要当今世界科学技术飞速发展,越来越多的技术面世,给我们的生产生活带来了巨大的便利,监控摄像头随处可见,成为生活中不可缺少的工具之一。
为了更好地运用高科技带来的便利以及发展最新科技,了解学习是首要任务。
本课题设计选题就是基于当下流行的视频监控技术来完成的,选用的服务器是较为简单的boa服务器辅以基于ARM11架构的S3C6410开发平台,其搭载的操作系统为Linux系统,能够实现我们想要的数据采集与传输的功能。
基于Linux操作使用USB摄像头作为采集终端进行数据的收集,应用程序通过操作设备文件实现对内核驱动的控制,使用C语言编写基于B/S模式下的服务器应用程序,在传输阶段用到了TCP/IP通信协议,最终能够实现对视频数据的一系列操作,从采集、压缩、传递、解压到最后的网页播放等。
基本实现了实时视频监控的需求。
关键词ARM11 嵌入式视频监控Linux操作系统目录第1章绪论 (1)1.1 目的与意义 (1)1.2 发展与趋势 (1)1.3 设计任务 (2)第2章硬件设计 (3)2.1 视屏监控系统的结构设计 (3)2.2 ARM处理器简介 (3)2.3 S3C6410体系结构 (4)2.4定制嵌入式Linux内核 (5)2.5 嵌入式文件系统 (6)第3章软件设计 (9)3.1 Linux操作系统简介 (9)3.2 交叉编译环境的建立 (9)3.3 嵌入式Linux移植 (10)第4章视频采集 (11)4.1 V4L2简介 (11)4.2 采集数据的操作 (11)4.3数据采集函数及解析 (12)第5章视频处理 (14)5.1 格式比较 (14)5.2 JPEG压缩 (14)5.2.1JPEG简介 (14)5.2.2JPEG库简介 (15)第6章系统测试 (17)6.1测试方法 (17)6.2测试结果 (17)结论 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1 目的与意义网络视频监控系统由基于ARM11架构体系嵌入式开发平台和网络客户端组成,实现通过摄像头对图像进行高帧率采集形成的视频数据获取功能,通过硬件开发平台接入以太网网络把视频数据展现到网页上。
基于ARM9的远程视频监控系统的实现摘要:本文是基于实际情况而研究开发的一套嵌入式远程视频监控系统。
该系统采用嵌入式处理器作为控制平台,运用无线网络传输技术实现远程通信。
随着网络通信技术和多媒体视频技术的发展,嵌入式视频监控技术正向集成化、网络化和多媒体化方向发展,并且被广泛应用于各个领域。
本文是基于实际情况而研究开发的一套嵌入式远程视频监控系统。
该系统采用韩国三星公司的s3c2410高性价比嵌入式处理器作为控制平台,采用 ime6400视频编码芯片进行视频编解码,运用无线网络传输技术实现远程通信。
一、arm处理器介绍arm(advanced risc machines)处理器是由英国arm公司研发出来的一套处理器体系。
arm是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、低能耗的risc处理器,开发了许多相关技术及软件。
其技术具有性能高、成本低和能耗省的特点,适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、dsp和移动式应用等。
1、arm处理器特点arm处理器已经成功地广泛应用于无线通信、工业控制、消费类电子产品、网络产品等领域,并且保持持续增长的势头。
目前,基于arm 技术的微处理器应用约占据了32位risc 微处理器75%以上的市场份额。
采用risc架构的arm微处理器一般具有如下特点:(1)体积小、低功耗、低成本、高性能;(2)thumb(16位)/arm(32位)双指令集,能很好的兼容8位/16位器件;(3)用寄存器,指令执行速度更快;(4)数据操作都在寄存器中完成;(5)方式灵活简单,执行效率高;(6)长度固定。
2、arm处理器结构(1)risc体系结构传统的cisc(complex instruction set computer,复杂指令集计算机)结构有其固有的缺点,即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集,为支持这些新增的指令,计算机的体系结构会越来越复杂,然而,在cisc的指令集的各种指令中,其使用频率却相差悬殊,大约有20%的指令会被反复使用,占整个程序代码的80%,而余下的80%的指令却不经常使用,在程序设计中只占20%,显然,这种结构是不太合理的。
基于ARM11的视频监控系统设计王宝珠,程杰(河北工业大学信息与工程学院,天津300401)摘要:为了实现远程视频监控的功能,提出了一种基于ARM11和嵌入式Linux 的远程视频服务器的方案。
使用V4L2接口对数据进行采集,选择了具有很高压缩效率的H.264压缩标准,通过CPU 内部集成的MFC 模块实现对视频流的硬件压缩,在移植到系统的boa 服务器上编写了CGI 脚本响应远程客户端的响应。
在客户端中,通过SDL 和FFmpeg 库提供的API 接口完成了对经过网络传输到客户端上的视频数据的解码与播放,完成了包括视频的采集、编码、传输、显示各个功能模块的整个系统设计。
关键词:V4L2;H.264;CGI ;FFmmpeg 中图分类号:TP302文献标识码:A文章编号:1674-6236(2013)03-0079-03Design of video surveillance system based on ARM11WANG Bao -zhu ,CHENG Jie(College of Information Science and Engineering ,Hebei University of Technology ,Tianjin 300401,China )Abstract:In order to satisfy the requirement of the remote video surveillance ,the design of video surveillance system based on ARM11and embedded Linux system is used in the paper.This article uses the V4L2interface for data collection ,selected with a high compression efficiency of H.264compression standard ,by the CPU internal integrated MFC module hardware compression of video streams ,and transplanted to the boa server write a CGI script to respond the remote client to realize the various video functional modules of the overall system design including the collection ,coding ,transmission ,display ,the API interface to SDL and FFmpeg libraries in the client is used to complete the network transmission to the client ,and the decoding and playback of the video data.Key words:V4L2;H.264;CGI ;FFmmpeg收稿日期:2012-09-27稿件编号:201209198作者简介:王宝珠(1962—),女,北京人,硕士,教授。