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基于Linux的嵌入式网络视频监控系统设计与实现

作　者: 冀谦祥
导　师: 彭杰钢
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: Linux 嵌入式 网络视频监控 V4L JPEG SDL
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 436次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在现代社会中,视频监控起着越来越重要的作用。从道路、海关、机场等公共场所到社区、家庭等私人场所,视频监控为人们提供及时、直观的信息,以使人们了解现在发生的事情,方便快速做出决策。伴随互联网时代的迅速崛起,将视频监控网络化更是具有很多突出的优点。首先,利用现有的网络资源,无需重复布线施工;其次,数字化的图像信息抗干扰能力强,可大幅提高图像质量和稳定性;另外,图像经过压缩之后数据量大幅减小,可以实现监控信息的大量存储,且易于检索。Linux和嵌入式系统都是计算机技术领域中的研究热点,两者的结合为它们开辟了新的发展空间。Linux具有源码开发、内核精简、支持的设备驱动多以及网络功能强大的特尔点,是目前嵌入式领域使用比例最高的操作系统。本文所设计的网络视频监控系统正是这个组合很典型的应用之一。随着电子技术,多媒体技术及网络技术快速发展,视频监控系统正在向嵌入式,数字化,网络化方向发展。本文设计并实现了一个基于Linux操作系统的嵌入式网络视频监控系统,采用C/S工作模式,server端负责图像采集、压缩编码和网络传输,client端负责网络接收和视频显示。硬件方面,采用三星公司的S3C2440处理器作为核心控制单元,使用usb接口的摄像头作为视频采集设备实现图像采集的功能,采用DM9000作为网络控制芯片,实现视频数据的网络传输。软件方面,介绍了嵌入式软件开发环境的建立过程,包括交叉编译器的搭建、bootloader的移植、内核的配置和设备驱动的开发等。server端利用linux提供的V4L接口实现图像采集功能,对原始数据图像进行JPEG编码,并利用socket编程接口实现数据的网络传输。client端工作于PC平台上,负责从网络接收数据并通过SDL函数库将视频在有X的环境下显示出来,或者在server端有web服务器的情况下通过java applet的支持在浏览器中显示。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 工程背景和意义  9-10
  1.2 研究现状和发展趋势  10-12
    1.2.1 发展动态  10-11
    1.2.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本论文的主要工作  12-13
第二章 网络视频监控的系统设计方案  13-30
  2.1 总体设计方案  13-19
    2.1.1 硬件设计  13-14
    2.1.2 软件设计  14-19
  2.2 硬件平台分析  19-22
    2.2.1 核心控制单元  19-20
    2.2.2 网络接口的电路设计  20-21
    2.2.3 USB 接口设计  21-22
  2.3 软件开发环境的搭建  22-30
    2.3.1 LINUX 操作系统  23-25
    2.3.2 交叉编译环境的搭建  25-26
    2.3.3 BOOTLOADER 的移植  26-29
    2.3.4 嵌入式LINUX 内核配置与编译  29-30
第三章 视频数据的采集与传输  30-68
  3.1 基于PTHREAD 的多线程编程介绍  30-40
    3.1.1 线程与进程的区别  30-33
    3.1.2 PTHREAD API 介绍  33-38
    3.1.3 PTHREAD 在本方案中的应用  38-40
  3.2 USB 摄像头驱动设计  40-50
    3.2.1 LINUX 设备驱动开发介绍  40-43
    3.2.2 LINUX 下USB 的数据传输机制  43
    3.2.3 基于VIDE04LINUX 接口的USB 摄像头驱动分析  43-50
  3.3 视频采集的实现  50-55
  3.4 JPEG 编解码分析  55-61
    3.4.1 JPEG 算法概要  55-56
    3.4.2 JPEG 算法的主要计算步骤  56-60
    3.4.3 本方案中JPEG 编解码的具体实现  60-61
  3.5 图像数据的网络传输  61-68
    3.5.1 TCP/IP 协议介绍  61-64
    3.5.2 SOCKET 网络连接  64-65
    3.5.3 本方案中图像数据的传输  65-68
第四章 客户端视频播放  68-75
  4.1 图像的SDL 显示  68-73
    4.1.1 SDL 简介  68-69
    4.1.2 SDL 编程接口和核心数据结构  69-71
    4.1.3 本方案中图像的SDL 显示  71-73
  4.2 基于WEB 服务器的网页显示  73-75
    4.2.1 BOA 网页服务器的移植  73
    4.2.2 客户端安装配置JRE  73-74
    4.2.3 在CLIENT 端通过网页显示SERVER 端采集到的图像  74-75
第五章 总结与展望  75-77
  5.1 总结  75-76
  5.2 展望  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
攻读硕士期间所取得的成果  81-82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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