毕业设计论文基于arm的视频监控系统上位机的设计.docx

1、毕业设计论文基于arm的视频监控系统上位机的设计基于ARM的视频监控系统上位机的设计摘 要现在电子技术、计算机技术以及通信技术等飞速的向前发展，网络视频监控系统在民用、军事、工业等各个领域得到越来越广泛的应用，视频监控系统已经逐步渗透到了社会生活中的各个领域。随着视频压缩技术、数据传输等相关技术的不断发展，传统的视频监控方式很难满足用户的需要。文中介绍了一种基于S3C2440 嵌入式平台的视频监控系统，并通过局域网传输使得网内的计算机可以实时地获得视频图像，从而可以达到远程监控的目的。鉴于Linux 内核的开源及其稳定性,采用其作为操作系统，从而使整个系统具有较好的实时性和稳定性。该系统以高佳

2、能的ARM处理器、嵌入式WEB服务器为核心，以互联网为支撑，通过浏览网页访问Web服务器的方式，观看视频监控图像。该系统有着广泛的发晨前景，对其进行研究有着重要的现实意义。关键词：ARM，S3C2440，Linux，WEB，USB Video Surveillance System Based on ARMABSTRACTThe electronic technology, computer technology and communications technology, the development of fast forward, network video monitoring sy

3、stem in the civil, military, industrial and other fields are more widely used. The video surveillance system has permeated into various fields in our life step by step. Along with the continuous development of many techniques such as the video compression technique, the data transmission technique,

4、and so on, many traditional methods of video surveillance can hardly satisfy our requirement. A method of the video surveillance system based on S3C2440 is introduced, and any computers which are under the same network can capture the real - time video image through the LAN, by this means, a method

5、of remote monitor can be achieved. In view of the feature of open source and the stability of the Linux core, this program adopts the Linux OS to make the whole system attain a higher feature of real - time and stability. Take the video surveillance system as a whole and present the principle of the

6、 system, the core of system is ARM micro processor and embedded by web server. And Internet is needed to support it, and the server can be visited in the way of web-view. Video surveillance system is very useful in the true life, so it is important to research it.KEY WORDS: ARM，S3C2440，Linux，WEB，USB

7、目录前言网络视频监控技术是一门集电子技术、计算机网络技术和视频技术于一体的综合技术，具有方便、直观、丰富等特点。目前计算机网络技术以及多媒体技术正在飞速向前发展，远程自动控制技术也逐渐融入到视频监控系统中，同时视频监控技术也得到了快速的发展。传统视频监控系统大多是以模拟图像监控为主，对视频图像的处理和传输都采用了模拟技术，但是通过这种传统监控技术得到的图象质量比较低，并且系统资源浪费，可扩展性比较差。当前的视频监控系统正由模拟化向数字化转换，并且向系统网络化以及管理智能化等方向不断的发展。视频监控系统是一种防范能力非常强的综合系统，在安防系统起着越来越重要的作用。交通、工业生产、银行、智能办公

8、大楼等多种领域都广泛用到了视频监控系统。在视频监控系统的发展史上，主要出现了三种类型的视频监控系统。根据系统出现的年代先后顺序，这三种监控系统依次是基于模拟视频的电视监控系统，基于数字视频的多媒体监控系统以及基于嵌入式技术的网络视频监控系统。前面两种技术己经发展的非常成熟，并且在实际工程中有着广泛的应用，而嵌入式监控系统则是以计算机网络技术和视频压缩技术为核心的一种新型数字视频监控系统。这类系统能够实时压缩采集到得视频数据，可以将数据通过网络传输到世界各地，实时性得到了很大的提高。嵌入式网络监控系统因为解决了模拟监控系统的部分弊端而得到了快速发展，但仍然需进一步的完善。与传统的模拟视频监控系统

9、相比，嵌入式视频监控系统其具有体积小、携带方便、布控区域大等特点，具有良好的应用发展前景1。20世纪90年代末，随着嵌入式技术、图像处理技术、网络技术的迅速发展，基于嵌入式的网络视频监控系统出现了。嵌入式系统是指以计算机技术为基础，以应用为目标，软件硬件可裁剪，适用于各个专业领域的专用计算机系统。嵌入式系统是由嵌入式处理器、外围的硬件电路、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成的，主要实现对其他设备或各种环境的控制以及管理等。基于嵌入式的网络视频监控系统的主要实现原理是：通过摄像头采集过来的模拟信号经过内部处理转换为数字信号，然后通过软件或者硬件将数字视频信号压缩，接着将压缩后的数字信号发送

10、到网络或服务器上，经授权用户的可以在任意联网的PC机上实时得到监控数据。嵌入式网络视频监控系统极大的提高了系统的实时性以及稳定性，数据可以直接接入网络，只需一个授权的IP地址即可远程监测。同时用户不需要专门的监视播放器，比传统视频监控系统容易实现的多，而且也价格便宜，易于扩展。正是由于这类监控系统具有易于使用、可靠稳定、经济实用等特性，使得它有很好的发展前景。本设计提出了以S3C2440芯片为处理器的嵌入式网络监控系统实现方案。该方案采用ARM硬件模块编码，软件解码播放相结合的方法实现视频图像的采集、编码、传输、解码、显示以及远程控制。本文首先分析了嵌入式网络监控系统的背景和意义，接着分析了视

11、频监控系统的发展趋势，提出一种基于ARM的嵌入式网络监控系统的解决方案。接下来详细的介绍了视频监控系统中主要软件模块的设计方案。最后介绍了整个系统的集成测试结果。在一般的网络远程监控实现方案中，客户只能被动的接收数据。在本设计中，客户可以通过网页主动要求数据的传输，改变监控图像的参数等。同时在本方案中，用户可以通过WEB控制模块来实现客户与服务器之间的互动，在客户端可以通过网页来完成视频监控的启动、参数设置、图像裁剪和伸缩处理等。该系统具有高性能、低成本、易安装、可扩展等优点，有着非常广泛的实用前景。 第1章 视频监控系统总体设计方案1.1 系统总体方案系统的总体设计方案，把系统设计分为硬件设

12、计和软件设计两大部分,硬件设计部分主要介绍了S3C2440处理器模块，存储器模块，网络接口模块，USB接口模块。软件设计部分首先论述了嵌入式Linux系统的移植过程，接着讨论了嵌入式Linux下USB摄像头驱动的实现，然后论述了视频图像的采集和网络传输过程，最后通过构建嵌入式WEB服务器的方法实现客户端的网络WEB访问功能。系统总体设计方案如下图所示：图 1-1 视频监控系统总体框图网络视频监控系统通常包括远程视频采集和本地视频查看及控制两部分，二者通过网络通信线路连接。涉及到视频图像采集、视频压缩、视频传输、计算机网络、视频解码及显示、多点控制等多方面内容和技术。本系统的总体结构见图1-1所

13、示。ARM微处理器负责驱动加载、初始化等工作，并将图像帧压缩成视频帧通过以太网络发送至监控中心。同时，远程现场时刻保持与监控中心的通信:接收、解析、执行来自监控中心的指令，并向监控中心发送反馈信息，如服务器退出时通知客户端断开连接等。监控中心负责将接收到的压缩视频进行视频存储、解码、显示等，并发送相应的指令信息，如连接请求或对远程端进行控制等。接收端的控制指令通过视频显示器中显示的用户界面进行操作，如通过鼠标对相关控件进行点击等2。上位机主要设计视频接收程序，视频解码程序，视频显示程序。本课题使用VC等开发工具来进行网页程序设计，程序设计主要包括整个系统的软件部分分成了六个模块:视频前端处理模

14、块、视频采集模块、视频压缩编码模块、视频传输模块、视频解压显示模块、WEB控制模块。1.2 上位机设计方案上位机工作流程如下图所示：图1-2 上位机工作流程图上位机主要设计视频接收程序，视频解码程序，视频显示程序！系统平台实现网络通信功能主要是和Internet的直接接入，在整个网络环境中，嵌入式平台这端作为服务器端，网络中连接的主机作为客户机。把作为服务器端的嵌入式平台上采集并经过JPEG压缩后的图像进行网络传输，客户机端进行接收、解压显示并可对摄像头实现远程控制。第2章 软件设计方案2.1 VC+简介Microsoft Visual C+是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序

15、，面向对象的可视化集成编程系统。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点，而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2，WinSock网络、3D控制界面。它以拥有“语法高亮”，IntelliSense（自动编译功能）以及高级除错功能而著称。比如，它允许用户进行远程调试，单步执行等。还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码，而不必重新启动正在调试的程序。其编译及建置系统以预编译头文件、最小重建功能及累加连结著称。这些特征明显缩短程式编辑、编译及连结的时间花费，在大型软件计划上尤其显著。Visual C+作为一个功能非

16、常强大的可视化应用程序开发工具，是计算机界公认的最优秀的应用开发工具之一。Microsoft的基本类库MFC使得开发Windows应用程序比以往任何时候都要容易。1. 理解VC工程Visual C+作为一种程序设计语言，它同时也是一个集成开发工具，提供了软件代码自动生成和可视化的资源编辑功能。在使用Visual C+开发应用程序的过程中，系统生成了大量的各种类型的文件，在本节中详细介绍Visual C+中这些不同类型的文件分别起到什么样的作用，在此基础上对Visual C+如何管理应用程序所用到的各种文件有一个全面的认识。首先要介绍的是扩展名为dsw的文件类型，这种类型的文件在VC中是级别最高的，称为Workspace文件。在VC中，应用程序是以Project的形式存在的，Project文件以.dsp扩展名，在Workspace文件中可以包含多个Project，由Workspace文件对它们进行统