学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嵌入式远程视频监控系统设计

作　者: 焦国胜
导　师: 董胜奎
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 嵌入式Linux OMAP3530 JPEG 视频监控
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 196次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来，在人们的生活中视频监控技术得到了广泛的应用，例如多媒体会议、远程医疗、远程教育、可视电话等。随着嵌入式技术、数字图像处理技术、多媒体技术、网络通信技术的快速发展，监控系统正向着小型化、数字化、网络化的方向发展。嵌入式远程视频监控系统正是在这些技术发展的推动下产生的一种集视频采集、视频压缩、视频的网络传输等多种任务于一体的远端嵌入式系统。该类系统具有体积小、集成度高、功耗低、功能强大、成本低等优点，能够满足未来家庭视频监控系统市场的需求。本文从顺应视频监控系统发展趋势及市场需求的角度出发，在比较全面地研究了高速双核的OMAP3530处理器、开源的嵌入式Linux操作系统、图像JPEG压缩技术以及嵌入式Web服务器技术后，自主设计了一款基于Brower and Server架构的体积小、功耗低的远程视频监控系统实现方案。本文的核心是基于ARM嵌入式系统硬件平台的Web服务器以及视频服务器的构建，该系统能够实现对远程监控图像的采集、对模拟视频信号进行基于tvp5146解码芯片电路的硬解码、对视频图像数据进行基于JPEG压缩标准的压缩以及基于TCP/IP网络传输控制协议的网络传输功能。本地PC监控端可以通过浏览器访问Web服务器中的监控网页，对嵌入在网页中的java apple小程序进行自动下载解释执行来实现与视频服务器的连接，从而实现对监控图像数据的接收、显示等功能。论文按照硬件、软件以及系统测试三个方面介绍了嵌入式远程视频监控系统的设计与实现。硬件部分：主要是进行硬件开发平台的搭建，在该系统控制部分采用TI公司的OMAP3530高速双核处理器并在其提供的丰富的外设接口基础上搭建起基础硬件平台，视频图像采集部分采用PAL制式模拟摄像机，并基于tvp5146解码芯片设计出硬解码电路。软件部分大体分为三部分：嵌入式开发环境的建立、Web服务器的构建以及视频服务器的构建。系统开发环境的搭建其中包括一级引导程序x-Loader、二级引导程序U-boot以及Linux2.6.28内核和文件系统ubifs的移植。Web服务器的构建包括嵌入式Web服务器boa的移植，视频监控测试网页设计以及基于java applet技术的网络视频图像的接收和显示程序设计。视频服务器的构建包括嵌入式JPEG图像压缩库jpeglib的移植，Linux系统下tvp5146设备驱动的开发，基于V4L2标准的视频采集程序设计、基于jpeglib图像压缩库的图像压缩程序设计、基于TCP/IP协议的视频图像数据网络传输程序设计。在完成本课题软件部分和硬件部分工作的基础上，对该系统的主要部分的功能以及整体功能进行了测试。测试结果表明：系统整体工作稳定，图像显示清晰流畅，达到了设计要求，具有较好实用性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章引言  10-13
  1.1 课题的背景及意义  10
  1.2 视频监控系统的发展历程及趋势  10-12
    1.2.1 模拟视频监控系统  10-11
    1.2.2 基于 PC 的多媒体监控系统  11
    1.2.3 基于 Web 服务器的远程视频监控系统  11-12
  1.3 论文主要研究的内容  12
  1.4 论文结构安排  12-13
第2章系统开发环境的建立  13-38
  2.1 系统整体结构设计  13-14
  2.2 远程视频监控系统硬件设计  14-27
    2.2.1 ARM 处理器概述  14-16
    2.2.2 OMAP3530 处理器介绍  16
    2.2.3 系统外围硬件电路设计  16-27
  2.3 系统软件开发平台搭建  27-37
    2.3.1 交叉编译环境的搭建  27-28
    2.3.2 系统启动方式  28
    2.3.3 x-loader 移植  28-30
    2.3.4 U-boot 移植  30-33
    2.3.5 Linux 内核移植  33-36
    2.3.6 开源文件系统移植  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第3章视频解码芯片驱动程序设计  38-45
  3.1 Linux 系统下驱动程序介绍  38-40
    3.1.1 Linux 设备驱动程序概述  38
    3.1.2 Linux 设备驱动与整个系统软硬件之间的关系  38-39
    3.1.3 Linux 设备驱动分类及特点  39-40
  3.2 V4L2 标准  40-41
    3.2.1 V4L2 常用的数据结构  41
    3.2.2 V4L2 中常用的接口命令  41
  3.3 TVP5146 芯片驱动程序  41-44
    3.3.1 Linux 的 I2C 体系结构  41-42
    3.3.2 TVP5146 解码芯片驱动  42-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章嵌入式视频服务器的构建  45-56
  4.1 视频图像采集程序设计  45-48
    4.1.1 文件操作的系统调用接口  45-46
    4.1.2 V4L2 数据结构介绍  46-47
    4.1.3 视频图像采集程序  47-48
  4.2 视频图像压缩程序设计  48-52
    4.2.1 视频图像压缩方式的选择  48-49
    4.2.2 JPEG 图像压缩过程  49-50
    4.2.3 JPEG 压缩库的移植  50-51
    4.2.4 视频图像压缩程序设计  51-52
  4.3 视频图像数据网络发送程序  52-55
    4.3.1 Socket 网络编程简介  52-53
    4.3.2 视频图像网络发送程序  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第5章嵌入式 web 服务器构建  56-68
  5.1 嵌入式 web 服务器概述  56-57
  5.2 嵌入式 Web 服务器类型的选择  57-60
  5.3 嵌入式 web 服务器 boa 的移植  60-63
    5.3.1 服务器 Boa 源码分析  60-61
    5.3.2 web 服务器 Boa 的移植  61-63
  5.4 视频图像接收显示程序设计  63-67
    5.4.1 java applet 技术  63-64
    5.4.2 java applet 程序的生命周期与主要方法  64-65
    5.4.3 视频接收显示程序设计  65-67
  5.5 本章小结  67-68
第6章系统测试与结果  68-73
  6.1 视频解码电路测试  68
  6.2 系统启动程序测试  68-69
  6.3 视频图像采集与压缩程序测试  69
  6.4 Boa 服务器测试  69-71
  6.5 系统整体测试  71-73
第7章总结与展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
附录  78-79
详细摘要  79-83

嵌入式远程视频监控系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文