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基于ARM-Linux的多路音视频监控系统设计与实现

作 者: 马振宇
导 师: 唐勇; 刘勋丰
学 校: 电子科技大学
专 业: 软件工程
关键词: ARM-Linux操作系统 多路音视频 监控系统 MPEG-4
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 25次
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内容摘要


当今社会在很多地方都需要监控设备,用于对特定目标进行监控。传统的监控设备不利于信号处理的相关操作,且设备安装复杂、放置固定,不能满足在同一网络下随时随地监控的要求。而随着嵌入式技术和网络技术的不断发展成熟,将嵌入式技术结合网络技术应用于监控设备中,给人们提供更加便捷、高效、自由的工作方式成为新的选择。针对以上现状,本文开发了基于ARM-Linux的多路音视频监控系统。它使用如今较流行的ARM9硬件平台和ARM-Linux操作系统以及局域网设备实现了对多个特定设备的监控,具有成本低、软件升级快、扩展性强等特点。本设计采用了韩国SamSung公司的S3C2410微处理器,ARM作为视频监控终端,PC机作为监控控制终端。在系统设计过程中,主要完成了以下几个方面的工作:(1)针对系统模块众多、模块之间关系复杂的特点,在同一功能模块中采用多线程设计模式,不同功能模块之间采用多进程调度模式的方式进行设计,使系统的并发性和稳定性得到很好的保障。(2)完成了USB摄像头驱动程序的设计,并采用Video for Linux提供的接口函数实现了摄像头的图像采集,采用MPEG-4进行数据的压缩编码。(2)采用Socket网络接口实现视频数据和音频数据的传输模块和网络状态控制模块的设计。(3)采用QT Embedded技术进行界面设计,并用QT Embedded提供相应的功能如:信号与槽机制、事件投递响应和相关的图象处理类等来进行多线程之间的协调运行和播放器的设计以及图象处理模块的设计。(4)最后对系统的功能和性能进行了测试,测试结果显示系统功能运行良好,性能上采用MPEG-4压缩编码可以大大减少传输的数据量,保证了传输的实效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 研究意义和前景  13
  1.4 论文的主要任务和章节安排  13-15
第二章 基本理论和关键技术  15-31
  2.1 嵌入式系统介绍  15-28
    2.1.1 嵌入式系统的体系结构  15
    2.1.2 硬件平台选择  15-18
    2.1.3 软件平台介绍  18-26
    2.1.4 软件开发工具  26-27
    2.1.5 嵌入式 GUI  27-28
  2.2 系统设计涉及理论概述  28-30
    2.2.1 MPEG-4 标准  28
    2.2.2 G.711 标准  28-29
    2.2.3 RTP 协议  29-30
  2.3 本章小结  30-31
第三章 系统需求分析  31-35
  3.1 系统主要流程分析  31
  3.2 系统功能需求分析  31-32
  3.3 系统其他需求分析  32-34
    3.3.1 硬件需求  32-33
    3.3.2 软件需求  33
    3.3.3 界面需求  33
    3.3.4 性能需求  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章 系统设计  35-44
  4.1 系统架构设计  35-36
  4.2 硬件设计  36-39
    4.2.1 ARM 处理器选择  36
    4.2.2 USB 摄像头的选择  36-37
    4.2.3 电源电路设计  37
    4.2.4 USB 模块设计  37
    4.2.5 以太网模块设计  37-38
    4.2.6 采集模块设计  38-39
  4.3 控制模块设计  39-43
    4.3.1 USB 摄像头驱动程序设计  39-41
    4.3.2 播放模块设计  41-42
    4.3.3 存储模块设计  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 系统实现  44-66
  5.1 嵌入式 Linux 系统开发流程  44-45
  5.2 嵌入式 Linux 的驱动开发流程  45-46
  5.3 系统软件开发平台构建  46-52
    5.3.1 交叉编译环境的建立  46-47
    5.3.2 内核的裁减以及编译  47-48
    5.3.3 嵌入式图形库 QT Embedded 的建立  48-49
    5.3.4 Bootloader  49
    5.3.5 U-Boot 移植  49-51
    5.3.6 Linux 内核的移植  51-52
  5.4 Video4Linux 视频采集模块  52-54
  5.5 MPEG-4 编码模块  54-56
  5.6 音频采集模块  56-57
  5.7 音频压缩编解码模块  57
  5.8 控制端  57-65
    5.8.1 事件接收模块  57-59
    5.8.2 网络接收模块  59-61
    5.8.3 视频存储模块  61-62
    5.8.4 多线程接收模块  62-63
    5.8.5 控制端面板  63-65
  5.9 本章小结  65-66
第六章 系统测试  66-70
  6.1 测试方法  66
  6.2 测试环境  66
  6.3 测试结果  66-69
  6.4 本章小结  69-70
第七章 总结及展望  70-72
  7.1 总结  70
  7.2 对项目的展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-75

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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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