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基于嵌入式Linux的多节点智能家庭视频监控系统

作　者: 叶汉能
导　师: 姚茂群
学　校: 杭州师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 家庭视频监控系统 多节点 异常检测 HTTP RTSP 嵌入式Linux
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会经济的快速发展,人们的物质生活水平不断改善,但同时工作负担也在增加,因而对家庭的顾及在相对减少。而社会活动的复杂化,使得家庭安全越来越受到重视,因此家庭监控系统的使用越来越普遍。常见的家庭监控系统需要随时察看监控视频来了解是否有异常事件发生,这将耗费人们大量的精力,并且容易造成疏忽。此外几乎每户家庭都有多个房间,而家庭网络面向公网通常只有一个IP地址,因而多节点视频的远程传输需要通过组网来实现。另外,信息技术的发展使得人们无论工作或娱乐都常用到电脑和网络,浏览网页、观看视频已成为普遍的现象。针对以上情况,开发一套实时视频监控系统,使其能够进行家庭多节点的组网并远程传输视频,能够自动检测异常情况并向家人报警,能够支持使用常用浏览器和视频播放器察看实时监控情况,具有巨大的意义。本文开发了一套多节点智能家庭视频监控系统,它利用Internet进行远程视频传输,用户可以在工作或者休闲的场所通过PC (Personal Computer, PC)察看家庭视频监控情况；通过多节点组网,用户可以选择任意监控节点察看家庭监控情况,各监控节点也可以利用家庭网络唯一的公网接入点进行远程视频传输；加入了对HTTP (Hypertext Transport Protocol, HTTP)和RTSP (Real Time Streaming Protocol, RTSP)协议的支持,远程客户端可选择网页浏览器或视频播放器察看家庭实时监控情况；基于背景差法和物体质心位移法设计了异常检测算法,系统通过该算法可自动检测出异常情况并向用户报警,同时保存异常视频。文章从监控系统的发展现状开始,对基于嵌入式Linux的多节点智能家庭视频监控系统的开发意义、可行性进行了分析。根据需求和家庭环境的特点,提出了基于嵌入式Linux进行开发的基本思路,继而提出了相应的多节点组网方案,视频的采集、压缩和传输方案,根据多种经典的异常检测算法设计了一种适合于智能家庭视频监控的异常检测算法,并在异常情况发生时进行视频的保存和报警。通过平台搭建、系统移植、软件编写以及反复的调试,完成了多节点智能家庭视频监控系统的开发。文章最后总结了研究成果,并对今后进一步的工作进行了展望。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目次  7-9
1 绪论  9-16
  1.1 视频监控技术的发展现状  9-10
  1.2 家庭视频监控系统的发展现状及特点  10-11
  1.3 研究背景及意义  11-12
  1.4 论文的研究内容及组织结构  12-16
2 多节点智能家庭视频监控系统组网模式及系统结构的设计  16-23
  2.1 家庭网络的特点  16-17
  2.2 多节点智能家庭视频监控系统的组网方案  17-20
    2.2.1 远程监控系统的组网模式  17-18
    2.2.2 中心节点转发模式  18-20
  2.3 多节点智能家庭视频监控系统的功能模块及系统结构  20-23
3 多节点智能家庭视频监控系统软硬件平台的搭建  23-33
  3.1 多节点智能家庭视频监控系统平台软硬件的组成  23-25
  3.2 嵌入式系统开发环境的建立  25-26
  3.3 Bootloader的移植  26-28
    3.3.1 vivi概述  26-27
    3.3.2 vivi的移植  27-28
  3.4 Linux内核的移植  28-31
    3.4.1 Linux内核的组成  29-30
    3.4.2 Linux内核的配置与编译  30-31
  3.5 根文件系统的制作  31-33
4 多节点智能家庭视频监控系统视频的采集、压缩与传输  33-60
  4.1 视频图像采集软件  33-36
    4.1.1 V4L概述  33-34
    4.1.2 视频采集程序设计  34-36
  4.2 视频图像压缩  36-45
    4.2.1 JPEG压缩  36-39
    4.2.2 MPEG-4压缩  39-45
  4.3 多节点智能家庭视频监控系统视频的传输  45-60
    4.3.1 智能家庭视频监控系统的网络传输协议  45-49
    4.3.2 域网内部的视频传输程序设计  49-54
    4.3.3 基于HTTP的远程图像传输程序设计  54-56
    4.3.4 基于RTSP的远程视频传输程序设计  56-60
5 多节点智能家庭视频监控系统的异常检测与报警  60-67
  5.1 运动对象检测算法概述  60-61
  5.2 异常检测模块的设计  61-66
  5.3 报警功能的设计  66-67
6 多节点智能家庭视频监控系统应用软件的特点及系统调试  67-73
  6.1 应用软件的特点  67-69
  6.2 系统软件的调试  69-71
    6.2.1 vivi的调试  70-71
    6.2.2 Linux内核及文件系统的调试  71
  6.3 应用软件的调试  71-72
  6.4 系统整体测试  72-73
7 结论与展望  73-76
  7.1 结论  73-74
  7.2 展望  74-76
参考文献  76-81
附录  81-96
作者在学期间发表的论文  96

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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