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嵌入式无线网络视频监控系统设计

作　者: 张凯
导　师: 李临生
学　校: 太原科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 嵌入式系统视频监控 wifi SDL
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着嵌入式技术、多媒体技术和通信技术的飞速发展，视频监控进入了智能化、网络化时代。嵌入式无线网络视频监控系统正是在这些技术的发展推动下，产生的一种集图象采集、视频压缩、网络传输等多种任务于一身的嵌入式系统。相较于传统视频监控系统，这类系统具有组网简便、可扩展性强、可远程监控等优点。本文所设计的嵌入式无线网络视频监控系统的主要功能如下：图象采集前端使用的是以ARM9处理器为内核的嵌入式开发板，搭载了USB摄像头，wifi模块，LCD屏等，其主要功能是采集前端摄像头的图象数据，经过图像色彩空间的转换，在LCD屏幕上显示；还能将图像数据放入JPEG编码器，经压缩后的数据可通过wifi模块进行无线网络的发送，本文使用的wifi模块为USB无线网卡。视频监控端使用的是PC机，在其上自制了一个网络播放器，可接收到采集前端发送过来的数据，并进行解码显示，播放器具有播放，暂停，保存等功能。本文的主要工作分为两个部分：一个是嵌入式系统环境的搭建，另一个是应用层的软件设计。系统环境的搭建主要包括：嵌入式开发板的选型，bootload的移植，Linux系统的移植，根文件系统的制作，还包括了无线网卡与3G模块在嵌入式环境下的移植工作。本文的软件设计主要包括：基于V4L2的视频采集程序，JPEG压缩算法的移植与编码程序，socket网络编码以及SDL多线程播放器的设计。本文对基于嵌入式的无线网络视频监控进行了系统设计。经测试本系统在局域网内可以稳定的运行，画面清晰，实时性好，达到了设计的目的，符合设计的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 本课题研究背景  9-11
  1.3 无线网络视频监控的国内外研究现状  11-12
  1.4 本论文的主要工作及组织结构  12-15
第二章嵌入式开发环境搭建  15-35
  2.1 ARM 处理器介绍  15
  2.2 本文所用的硬件环境  15-17
  2.3 嵌入式系统环境构建  17-25
    2.3.1 常见的嵌入式操作系统  17-19
    2.3.2 Bootloader 内核引导程序的移植  19-21
    2.3.3 系统内核的移植  21-23
    2.3.4 根文件系统移植  23-25
  2.4 wifi 模块在嵌入式环境下的使用  25-31
    2.4.1 无线局域网介绍  25
    2.4.2 USB 无线网卡驱动实现  25-28
    2.4.3 网卡驱动中的重要数据结构  28
    2.4.4 无线网卡驱动的编写  28-30
    2.4.5 无线网卡与路由的连接  30-31
  2.5 3G 模块在嵌入式环境下的使用  31-33
    2.5.1 目前主流 3G 标准  31-32
    2.5.2 无线接入模块概述  32
    2.5.3 3G 网卡的移植  32-33
  2.6 本章小结  33-35
第三章视频监控系统的软件设计  35-55
  3.1 Linux 视频设备采集驱动 v4l2  35-40
    3.1.1 v4l2 重要数据结构  35-37
    3.1.2 视频采集流程  37-40
  3.2 视频压缩程序设计  40-44
    3.2.1 常用的视频压缩编码算法  41
    3.2.2 jpeg 压缩编码  41-43
    3.2.3 H264 压缩编码  43-44
  3.3 网络传输协议  44-48
    3.3.1 TCP/UDP 协议  44-45
    3.3.2 RTP/RTCP/RTSP 协议  45-46
    3.3.3 LIVE555 开源项目  46-47
    3.3.4 Socket 网络编程  47-48
  3.4 基于 SDL 的多线程播放器设计  48-53
    3.4.1 SDL 介绍  48-49
    3.4.2 SDL 图象显示接口  49-50
    3.4.3 SDL 事件处理函数接口  50-52
    3.4.4 SDL 播放器的设计与实现  52-53
  3.5 VLC 播放器介绍  53-54
  3.6 本章小结  54-55
第四章系统性能测试  55-59
  4.1 基于 WIFI的室内视频监控系统测试  55-56
  4.2 x264 码率控制在 PC 机上的测试仿真  56-57
  4.3 本章小结  57-59
第五章总结与展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-67
附录  67-73
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果  73-74

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