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基于S3C6410的嵌入式建筑安全视频监控系统设计

作　者: 刘正萍
导　师: 颜永红
学　校: 湖南大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: S3C6410 Linux操作系统 Web服务器 V4L2 无线传输
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 35次
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内容摘要

目前，随着建筑安全事故频发、安全形势严峻等现象的发生，建筑安全管理监控也越来越受人们的重视。由于建筑工地环境更迭较快、人员走动频繁、建材错综复杂等因素影响，传统的有线监控系统已经不适应建筑安全监控的需要；而对于现有的无线监控系统由于价格昂贵、成本高、维护困难，施工管理方又不愿承担，所以设计出一款具有设备轻便、安装简易、性价比高、功耗低、性能稳定、移动性好、监控画面美观简洁、可回收再利用等优点的无线远程实时监控系统具有非常广阔的使用价值和应用前景。本文结合建筑安全环境实际，设计了一款适用于建筑工地使用的以ARM11架构的S3C6410微处理器为核心的远程实时无线传输视频监控系统。本文主要内容有：（1）分析总结了嵌入式监控系统和建筑安全监控的发展现状与趋势，对系统功能进行定位，并提出了系统总体设计方案。（2）选用三星公司生产的S3C6410处理器，对硬件结构进行设计，并完成了对NAND FLASH、摄像头模块、串口、JTAG接口、无线通信模块等电路的设计与配置。（3）构建了软件开发平台，完成了底层软件的移植与配置，包括bootloader的移植、内核的配置与移植、根文件系统的裁剪与移植、boa服务器和网络视频服务器的配置与移植。（4）完成了基于V4L2接口的视频图像采集程序的开发；通过Socket编程开发，实现了基于TCP/IP协议的视频图像数据无线传输；对监控界面主页进行了设计开发，并实现了页面的动态交互功能；最后，将设计好的监控系统安置在一栋在建34层楼高的建筑工地进行测试，根据远程浏览器端画面显示，视频监控效果良好，达到了设计预期目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
插图索引  10-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-18
  1.1 课题研究背景与意义  13
  1.2 嵌入式监控系统的研究现状和发展趋势  13-15
  1.3 建筑安全监控系统的应用现状  15-16
  1.4 本文研究的主要内容和章节安排  16-18
第2章系统硬软件设计  18-35
  2.1 系统的总体架构  18-20
    2.1.1 系统功能定位  18-19
    2.1.2 系统的组成  19-20
    2.1.3 系统总体框架  20
  2.2 系统硬件组成与电路设计  20-29
    2.2.1 核心芯片选择  20-23
    2.2.2 硬件结构设计  23-24
    2.2.3 硬件电路组成  24-29
      2.2.3.1 NAND FLASH  24-25
      2.2.3.2 摄像头模块  25-26
      2.2.3.3 RS-232 串口模块  26-27
      2.2.3.4 JTAG 接口模块  27-28
      2.2.3.5 无线通信模块  28-29
  2.3 系统软件组成与设计  29-34
    2.3.1 嵌入式操作系统  29-30
    2.3.2 系统软件组成  30-32
    2.3.3 系统软件开发平台的构建  32-34
      2.3.3.1 开发环境的建立与配置  32-33
      2.3.3.2 交叉编译环境的建立  33-34
  2.4 本章小结  34-35
第3章建筑安全视频监控功能的实现  35-65
  3.1 底层软件的移植  35-44
    3.1.1 Bootloader 的移植  35-36
    3.1.2 内核的配置、编译与移植  36-39
    3.1.3 根文件系统构建与移植  39-41
    3.1.4 Web 服务器的移植与配置  41-44
  3.2 基于 V4L2 视频采集程序的开发  44-50
    3.2.1 V4L2 中主要函数、 ioctl 接口命令和数据结构  44-45
    3.2.2 V4L2 视频采集编程  45-50
  3.3 基于 TCP/IP 协议的无线数据传输的实现  50-57
    3.3.1 TCP/IP 协议  51-52
    3.3.2 视频图像无线传输的编程开发  52-57
  3.4 监控界面主页的开发设计  57-64
    3.4.1 监控主页的设计与布局  57-60
    3.4.2 动态网页的实现  60-62
    3.4.3 网络视频服务器的移植  62-64
  3.5 本章小结  64-65
第4章系统验证  65-73
  4.1 系统配置  65-66
    4.1.1 系统测试环境的配置  65
    4.1.2 目标机 IP 地址的设置  65-66
  4.2 系统测试  66-72
    4.2.1 用户登录测试  66
    4.2.2 系统运行效果测试  66-70
    4.2.3 无线传输效果测试  70-72
    4.2.4 系统稳定性测试  72
  4.3 本章小结  72-73
结论  73-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
附录A 攻读学位期间发表的学术论文  79

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