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基于S3C2440的linux嵌入式视频监控系统设计与实现

作　者: 张凯
导　师: 王建新
学　校: 西安科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 视频监控系统 MJPEG YUYV V4L2 TCP SDL
分类号: TN948.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

传统的视频监控系统虽然功能齐全，但价格昂贵并操作复杂，不适于普遍应用。随着流媒体技术、无线网络技术以及视频压缩技术的不断进步，视频监控系统的应用日益广泛和深入，监控的规模和范围也不断扩大，基于嵌入式移动终端设备和网络的远程视频监控具有成本体，操作简单，低功耗等优点，具有广阔的应用前景。本文结合嵌入式监控系统的性能需求，提出一种基于S3C2440的嵌入式Linux视频监控系统。嵌入式监控系统硬件采用ARM架构的处理器S3C2440平台，主频为400MHZ，满足视频采集、视频压缩编码和网络传输的处理能力。操作系统采用开源的Linux系统，该系统易于对底层硬件设备访问控制，同时为上层应用软件提供API接口调用，并负责软硬件资源分配、任务调度、协调控制等工作为监控系统提供软件平台。本文嵌入式监控软件系统设计采用模块化设计方案。将软件设计划分为视频采集模块、视频压缩编码模块、视频网络传输模块、视频显示模块。其中视频采集模块采用V4L2架构并对MJPEG和YUV两种类型数据格式进行视频采集，实现移植平台和采集类型多样化；视频压缩编码模块采用H.264视频压缩技术，实现减少网络传输带宽；视频网络传输模块采用TCP网络传输协议，实现减少丢包、网络延迟；视频显示模块采用SDL库，实现视频数据显示实时性。在此基础上提出基于S3C2440的linux嵌入式视频监控系统设计总体方案，首先首先搭建系统软件开发平台包含建立嵌入式linux交叉编译环境、编译开发板U-boot、完成linux内核移植与裁剪、制作linux根文件系统。其次完成每个模块的软件实现，并对整个监控系统进行测试分析，达到监控系统的性能指标。最后提出结论与展望。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-11
  1.1 选题的背景及研究意义  7
  1.2 监控系统现状及发展趋势  7-9
    1.2.1 监控系统现状  7-8
    1.2.2 监控系统发展趋势  8-9
  1.3 本论文所做的工作及文章结构安排  9-11
2 嵌入式 linux 视频监控系统设计  11-23
  2.1 监控系统设计总体方案  11-12
  2.2 系统硬件平台  12-13
  2.3 操作系统平台  13
  2.4 应用程序软件设计方案  13-22
    2.4.1 视频采集方案  14-15
    2.4.2 视频压缩方案  15-19
    2.4.3 视频传输方案  19-21
    2.4.4 视频播放方案  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 嵌入式 linux 系统平台搭建  23-33
  3.1 嵌入式 linux 系统平台构架及开发流程  23-24
  3.2 嵌入式 linux 交叉环境搭建  24-26
  3.3 Bootloader 移植  26-28
    3.3.1 BootLoader 引导加载程序  26-27
    3.3.2 编译开发板 U-Boot  27-28
  3.4 嵌入式 linux 内核裁剪与移植  28-31
  3.5 根文件系统构建  31-32
  3.6 本章小结  32-33
4 视频监控系统软件实现  33-44
  4.1 视频采集模块实现  33-36
    4.1.1 USB 驱动的移植  33-34
    4.1.2 Video for linux2 编程接口  34-35
    4.1.3 视频采集应用程序  35-36
  4.2 视频编码模块实现  36-40
    4.2.1 H.264 算法性能分析  36-37
    4.2.2 H.264 编码  37-38
    4.2.3 编码库的移植  38
    4.2.4 编码库的接口调用  38-39
    4.2.5 Makefile 的使用  39-40
  4.3 视频网络传输模块实现  40-42
    4.3.1 TCP 网络协议结构  40
    4.3.2 基于 TCP 的 socket 编程  40-42
  4.4 视频显示模块实现  42-43
    4.4.1 SDL 库安装  42
    4.4.2 SDL 函数库主要函数调用  42-43
  4.5 本章小结  43-44
5 视频监控系统测试及分析  44-48
  5.1 MJPEG 格式数据测试  44-45
  5.2 YUYV 格式数据测试  45-46
  5.3 测试结果分析  46
  5.4 本章小结  46-48
6 结论与展望  48-50
  6.1 结论  48
  6.2 展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-53
附录  53

基于S3C2440的linux嵌入式视频监控系统设计与实现

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