基于ARM的嵌入式视频监控终端的研究

武汉理工大学硕士学位论文基于ARM的嵌入式视频监控终端的研究姓名：胡杰申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：苏义鑫20080501基于ARM的嵌入式视频监控终端的研究作者：胡杰学位授予单位：武汉理工大学相似文献(10条)1.学位论文孙海明基于CDMA1X视频监控终端的设计2007随着计算机网络和通信技术、多媒体技术的快速发展，出现了结合计算机网络技术、多媒体技术以及无线网络技术的数字视频监控系统。数字监控系统具有传统模拟监控系统无法达到的优点，正逐步取代模拟监控，广泛应用于各个行业。本文对视频信号的采集、压缩、嵌入式技术和无线网络通信等方面进行了简要介绍和系统可行性分析，将系统分为客户端(无线终端)和服务器端两大部分，并对无线终端视频压缩模块和网络通信模块进行重点讨论。在视频压缩模块中，本设计首先采用ADIBlackfin533DSP的PPI口来接收解码芯片ADV7183输出的YUV视频数据，接着将视频数据进行MPEG4压缩，最后将压缩后的编码数据通过SPI口用DMA方式发送给网络通信模块。在MPEG4压缩部分文章也研究了MPEG4SP编码算法的原理，改进了复杂耗时的算法，再通过内存优化，结构优化和汇编优化，最终该模块实现了实时编码。网络通信模块则是采用PHILIPS公司ARM7系列的LPC2210为核心，通过串口外接一块CDMAMODEM用来进行无线通信，在ARM7平台上移植uCLinux操作系统、设计SPI驱动程序、实现PPP无线拨号上网和相应的网络通信程序等。在网络通信程序部分，制定了一套较为简单的协议，来定义通信中命令包和数据包的意义；具体实现方法是采用TCP协议传输命令控制信息，保证通信可靠性要求；采用UDP协议传输视频数据，保证传输实时性要求。服务器端为一台接入internet有固定IP地址的计算机，其软件利用多线程机制实现控制命令的发送，视频数据包的接收和排序等功能。最后，列举了文中所开发方案的应用前景及不足之处，以及下一步将要完成的工作。2.期刊论文郑均辉.孙泽军.李笑凇基于嵌入式技术的网络远程视频监控系统的研究与实现-安防科技2007,(5)着重介绍了一套基于嵌入式技术和MPEG-4标准的网络视频监控的体系架构,及其在城市交通上的应用.3.学位论文李异光基于嵌入式实时Linux的视频监控系统的设计与实现2006视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性而被广泛应用于工业生产、交通、电信、电力、银行、智能办公大楼等场所。网络技术、嵌入式技术和视频技术的发展使得数字化视频数据的网络实时传输和控制成为可能。嵌入式网络视频监控系统就是一种以嵌入式技术、视频压缩编码技术和网络传输控制技术为核心的新型视频监控系统，它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势，同时也代表着目前视频监控系统研究和发展的方向。论文对这种新型视频监控系统的核心部分—嵌入式网络视频监控服务器的设计与实现做了全面而详细的研究和分析，设计并实现了一种以MPC8245微处理器和嵌入式实时Linux操作系统为核心的先进视频监控系统设备。论文首先简要介绍了视频监控系统的发展历程、研究应用现状和研究发展方向以及相关技术。随后阐述了嵌入式网络视频监控服务器的原理，分析了以MPC8245微处理器为核心的视频监控服务器的硬件平台。详细分析了嵌入式Linux系统的设计与实现，其中涉及Bootloader、Linux内核和文件系统。详细讨论的Linux下PCI设备的驱动程序的设计与实现。然后结合Linux系统上的应用程序设计特点，设计并实现了基于Linux的嵌入式网络视频监控服务器的软件部分，实现了系统的基本功能。4.学位论文程红林基于DSP的嵌入式视频监控系统设计2007随着IT产业的高速发展，基于计算机网络的视频监控系统成为计算机应用领域中重要的研究方向之一，它必将成为人们生产、生活中安全防范系统的重要组成部分。近年来，随着超大规模集成电路和嵌入式技术的不断发展，嵌入式终端运算能力的不断提高，嵌入式视频监控系统正开始受到IT行业的重视。本系统从嵌入式视频监控系统所需的核心技术出发，到实现这些核心技术的DSPTMS320DM642中央处理器、视频A/D转换器SAA7111A和CPLD等核心器件，随后设计出基于这些核心器件的系统硬件电路，最后在硬件电路的基础上完成视频采集、数据存储、视频数据压缩处理、网络传输等嵌入式视频监控系统的功能软件，最终达到系统所需的视频信息的实时、可靠的网络传输。嵌入式视频监控系统的设计之初，就考虑系统的体积、成本、功耗、便携等因素，重点强调了系统的实时性。为此，在本论文中摒弃了传统的JPEG图像采集、压缩机制，采用先进的MPEG4编码技术进行多媒体信息编码和压缩，解决了压缩比例小，数据量大，视频不连续等缺点，大大减少了网络中视频数据的流量。同时本系统在视频采集方面，采用专用的视频编解码芯片来完成，解放了专门进行MPEG4编码的DSP芯片，提高系统的效率。系统最后通过系统的调试完成了网络视频监控功能。在计算机局域网中录像和预览同样清晰，图像格式均可以实现D1，压缩速度更快，实时流播放时无滞后延迟。同时，用户端只需安装IE浏览器，不需要安装专门软件，降低用户使用难度。因此，本系统在视频监控领域具有广阔的市场前景。5.学位论文杨亚雄嵌入式Linux网络视频监控系统研究与实现2008随着网络通信技术和多媒体技术的飞速发展，全世界在网络视频方面的投入逐年加大，视频监控系统的应用也越来越广泛。视频监控在经历了第一代模拟系统、第二代数字化本地系统之后，正向着视频数字化、传输网络化与监控智能化的方向发展。目前，第三代数字化网络视频监控系统，可实现对大量视频数据实时地、远距离地传输，为人们提供了直观、快捷、有效的信息。本文在分析前人研究成果的基础上，将嵌入式技术与网络技术相结合，研究了一种基于嵌入式Linux的网络视频监控系统方案并进行了仿真实现。本文研究的主要内容如下：1．系统归纳总结了视频监控系统的国内外发展现状和研究热点，概述了嵌入式系统的定义、特点与组成。2．分析了视频监控系统的组成，经过比较选型，以嵌入式Linux和微控制器S3C2410为核心开发平台，以USB摄像头作为视频采集设备，进行了系统总体方案设计。3．讨论了系统的硬件开发平台，分析了系统软件层次结构，总结了本文的软件开发流程，并分析了整个系统的工作流程。4．建立了嵌入式Linux软件开发平台，其中包括交叉编译环境的建立、TFTP和NFS的配置、系统引导代码的配置移植、Linux内核的配置编译以及根文件系统的构建等。5．研究了Linux下设备驱动与文件系统的关系，分析了Linux设备驱动程序开发流程，进行了USB设备驱动程序设计，实现了USB摄像头的驱动加载；同时研究了基于Video4Linux的视频编程，实现了摄像头图像采集。6．针对基于C/S和B/S模式的两种网络监控系统结构，研究了套接字编程原理，详细阐述了基于TCP/IP协议网络通信的具体实现过程和方法，并构建了嵌入式Web服务器，实现了嵌入式网络视频监控。6.期刊论文郑均辉.孙泽军.李笑凇.ZHENGJun-hui.SUNZe-jun.LIXiao-song基于嵌入式技术的网络远程视频监控系统的研究与实现-平顶山学院学报2007,22(2)着重介绍了一套基于嵌入式技术和MPEG-4标准的网络视频监控的体系架构,及其在城市交通上的应用.7.期刊论文杨忻恺.张为公.于兵.蔡英凤基于DSP的车载视频监控存储系统的设计-电子器件2009,32(4)根据汽车长途行驶监控以及事故认定的需要,基于多媒体处理芯片DM642和ARM9芯片S3C2440,应用视频采集编码、以太网传输、H.264视频压缩等技术,设计了一种嵌入式车载视频监控存储系统,实现了行车图像的实时存储.应用结果表明,根据不同的存储卡容量,系统最大可实现39h的连续存储,且具有交互性强,扩展性能好,实时性高的特点,拥有较强的实用和推广价值.8.学位论文王小刚基于DM6437网络智能监控系统的设计与实现2009视频编解码技术、嵌入式操作系统以及网络技术的进步，极大地推动了视频监控技术向数字化和网络化的发展。编解码技术极大地节省了视频数据的存储空间，网络化实现了异地监控及视频的远程传送，从而引起了视频监控领域质的飞跃。嵌入式系统具有低功耗、体积小、集成度高等特点，目前已经成为智能监控系统计算机结构的发展趋势。为一个系统选择合适的DSP芯片，除了要考虑DSP芯片处理能力是否满足要求之外，还需要考虑其成本及其自身I/O配置是否利于系统开发。美国德州仪器(TI)公司的TMS320DM6437是一款高性能低成本的多媒体处理芯片，工作频率600MHz，运算能力达到4800MIPS，可支持D1解析度的H.264编解码、音视频同步以及网络通信功能。而成本是前代DSP芯片的一半。因此，TMS320DM6437芯片非常适合低成本网络数字视频系统的应用。本文以TMS320DM6437为核心，构造了一个智能化的视频监控系统。对系统中的采集、视频处理、网络通信、存储等各模块进行了设计与实现。结合具体的模块设计与编程实现，文中还较全面地介绍了以DM6437为核心的网络数字监控系统具体开发流程，包括硬件驱动程序的编写、在TI的实时操作系统DSP/BIOS上设计系统框架以及各种算法的集成方法。本文在监控过程实现视频图像的实时处理，调用了TI数字图像处理库(IMGLIB)，对视频图像进行了去噪等预处理操作，并利用帧差法提取出运动目标，把运动目标检测的结果作为是否对编码数据进行存储的判定，其目的在于节省数字视频存储空间并提高网络传输效率，从而进一步实现监控系统的智能化。本文在对数字视频数据进行实时H.264编解码过程中，调用了编解码引擎(CodecEngine)。最后利用网络开发包NDK实现了系统中DSP端与PC端的网络通信。9.学位论文何丹基于ARM无线智能监控系统的设计与实现2009随着计算机网络的广泛应用以及嵌入式技术、图像技术的不断进步，视频监控领域进入了一个快速发展的时期。基于嵌入式技术的视频监控技术作为一种先进的、廉价的视频监控技术，为视频监控设备的开发提供了一种全新解决方案。近年来，采用无线网络技术的视频监控系统由于其更低廉的价格、更灵活的部署方式受到广大视频监控用户的青睐，逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。运动目标检测算法是一种在视频图像检测中经常使用的算法，主要用来发现视频中的运动物体。在视频监控系统中引入运动目标检测算法可使监控系统具备简单的智能功能，即在有运动物体进入监控区域时才传输视频并录像。常用的运动目标检测算法包括帧间差分法和背景差法等。论文在融合嵌入式技术、运动目标检测技术的基础上，结合视频监控系统在室内及小型办公场所应用的实际需求，提出了一种基于嵌入式技术的无线智能视频监控系统解决方案。该方案的视频监控端采用三星公司基于ARM体系结构的芯片S3C2440A作为处理器，在使用该处理器的硬件板上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序开发的平台。在视频监控系统的视频监控端应用程序开发中，论文分析了帧间差分法和背景差法的优缺点，并在此基础上实现了两种算法的融合，完成了在视频采集的同时实现对运动物体的检测。系统的PC视频接收端应用程序使用C＃语言编写，程序开发中使用了网络编程技术，在Windows操作系统下实现了视频接收、录像及录像播放功能。实验结果表明，论文设计圆满地完成了功能要求，对基于嵌入式平台的监控系统设计具有很大的参考价值。10.期刊论文杨杰.焦海宁.YANGJie.JIAOHaining基于嵌入式技术的多功能智能防盗器设计-低压电器2008,(18)设计了一种基于嵌入式技术的多功能安防产品,它的防盗探头可以单独作为可拍照智能防盗器使用,多个防盗探头也可以在监控计算机的支持下构成视频监控系统.该多功能智能防盗器具有体积小、成本低、稳定性高