基于ARM嵌入式移动图像监控系统的设计
合集下载
基于ARM嵌入式局域网视频监控系统的设计与实现
【 ｓｒｃ】 １１ ｐ ｐｒｄｓｒ ｅ ｈ ｅｉ ｆａｒｍｏ ｍ ｅ ｄｄ ｖ ｅ ｏ ｔ ｌｎ ｙｔ ａｅ ｎ Ａ Ｍ９ Ｓ Ｃ ４ ０ ＋ｉ ｘ Ｉ Ａｂｔａｔ １ｅ ａｅ ｅｃ ｂｓｔｅ ｄｓ ｎ ｏ ｅ ｔ ｅ ｂｄ ｅ ｉ ｏｃｎｒ ｌ ｇｓｓ ｍ ｂｓｄ ｏ Ｒ ３ ２ １Ｘ ｌ ｕ ． ｔ ｉ ｇ ｅ ｄ ｏｉ ｅ ｎ
无线 网络技术 、 光纤还是 Ａ Ｓ Ｄ Ｌ等专线的 网络连接 ， 也不 管是局域 网、 城域 网还是广域网 ， 网络视频监控 系统 的建 立将不受到影响 。传统的视频监控 系统是应用现有 的计 算机技术 ，系统 庞大 ，软硬件资源得不到充分利用 。而 Ａ Ｍ嵌入技术 的应用 能使监 控系统小型化 ， Ｒ 更能集 中各
种 所 需 功 能 。 因此 ， 用 ￥ Ｃ ４ ０ 的 Ａ Ｍ９ ｌ ｕ 统 利 ３ ２ １Ｘ Ｒ ＋ｉ ｘ系 ｎ
足不 同应 用领域 的需求 。 ｅｕＣ ｒ Ｓｃｒ ｏ ｅ系列专门为安全要求 较高的应用而设计 。 Ａ Ｍ Ｒ ９系列微处理器在 高性 能和低功耗特性方 面提
【 ｅ ｏ ｄ 】ｅ ｂ ｄ ｅ；Ａ Ｍ； ｉｕ；Ｔ ＰＵ Ｐ Ｋ ｙ ｗ ｒｓ ｍ ｅｄ ｄ Ｒ Ｌｎ ｘ Ｃ ／ Ｄ
１ 引 言
传统的监 控系统是将其前端设备 与中心端设备用 电 缆简单地进行连接 ， 或者利用传统无线通道传输 。 互联
网 为用 户 网络 环 境 带 来 了前 所 未 有 的 发展 ，不 管 是 采 用
【 关键 词】嵌入 式；Ａ Ｍ 系列；Ｌｎｘ程序 ；Ｔ ＰＵ Ｐ协议 Ｒ ｉｕ Ｃ ／Ｄ 【 中图分类号 】， ７ ｎ ７ 【 文献标识码 】Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｄ ｏ Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｏ Ｕ Ｅｍ ｂ ｄ ｅ ｓｇ ｎ ｍ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｆ ａ Ｖｉ ｅ ｏ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ａｌ ｅ ｄ ｄ ＬＡＮ
基于ARM嵌入式的图像采集与显示系统设计
１ Ｏ
基 于 ＡＲ 嵌 入 式 的图 像 采 集 与 显 示 系统 设 计 Ｍ
基于 Ａ Ｍ嵌入式的图像采集与显示系统设计 Ｒ
ｍａ ｑ ｉｉｏ ｎ Ｄｉｐｌｙ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｇｅ Ａｃ ｕｓｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｓ ａ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ９ ａ ｄ Ｅｍｂ ｄｄ ｄ Ｓ ｓ ｅ ｎ ｅ ｅ ｙ ｔ ｍ
部 设 备 进 行 访 问 操作 ， 以使 用 和 操 作 文 件 中相 同 的 、 准 的 系 可 标 统 调 用 接 口 函数 来 完 成 对 硬 件 设 备 的 打 开 、关 闭 、读 写 和 ＩＯ ／
并进行显示。 １ 嵌 入 式 开发 环 境 的构 建
ｅａ Ｄ ｉｅ 和 Ｆａ ｕ ｅ 机 制 ， 同时 去 掉 一些 本 系统 不 需 要 ｒ ｒ ｒ ｖ ｒｍｅ ｂ ｆ ｒ 的模 块 以 减 小操 作 系统 内核 的大 小 。最 后 通 过 编 译 生 成 二 进制 的 内核 映像 文件 ， 即将 在 顶 层 目录下 生 成 内核 映像 文件 ｚｍ— 也 ｌ ａ ｅｂｎ 将 ｚｍａ ｅｂｎ烧 写 到 目标 开 发板 中 。 ｇ ．ｉ。 ｌ ｇ 。ｉ 仅 有 Ｕ ｂ ｏ 和 Ｌｎ ｘ内 核 ， 不 能 和 目标 板 进 行 交 互 的 ， — ｏｔ ｉｕ 是
关 键 词 ：Ｒ — ｉ ｘ 视 频 采 集 ， 示 ，３ ２４ Ａ Ｍ Ｌ ｕ， ｎ 显 ￥Ｃ ４０
Ａｂｓｒｃｔ ｔａ
Ｈｏ ｗ ｔ ｏ ａｉ ｔｅ ｅａ —ｔ ｉ ａ ｄａ ａｃｏ ｒ ｐ ｄｉｇ ｏ ｂｔ ｎ ｈ ｒ ｌ ｉ ｍｅ ｍ ｇｅ ｔ ． ｒｅｓ ｏｎ ｎ ｐｒ ｅ ｔ ｅ ｍ ａ ａｎ ｓ ｏ ｏｃ ｓｓ ｈ ｉ ｇｅ ｄ ｈ ｗ ｉ ｔ Ｌ ｏｎ ＣＤ． ｃｈ ｓ ａｓ ｄ ｏｎ ｗｈｉ ｉ ｂ ｅ Ｓ３ ４ ｄ Ｃ２ ４０ ａｎ Ｅｍｂｅｄ ｄｅｄ ｓ ｓ ｅ ， ｓｃ ｉ ｄ． ｅ ＡＰＩ ｏ ｄｅ ｂｙ Ｖ４ ２ ｆ ｙ ｔ ｍ ｉ ｄｅ ｒ ｓ ｂｅ Ｔｈ ｐｒｖｉ ｄ Ｌ ｏ Ｅｍｂｅ ｄｄｅ Ｌｉ ｘ ｓ ｓ ｄ ｏ ａｐ ｕ ｅ ｔ ｅ ｉ ｄ ｎｕ ｉ ｕ ｅ ｔ ｃ ｔ ｒ ｈ ｍａｇｅ ａｎ ｔ ｅ ｄｅ ｍ ｐｒｓ ｔ ｉ ａ ｄａａ ｄ ｈｎ ｃｏ ｅ ｓ ｈｅ ｍ ｇｅ ｔ ａｎ ｃｏ ｖ ｔ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｄ ｎ ｅｒ ｉｔ ｈ ａｐｐ ｏ ｉｔ ｆ ｍａｔｗｉ ｔ ｅ ｂｉ ｙ ｈｇｈ－ｓ ｅ ｉ ｒ ｐｒ ｅ ｏｒ ｔ ｈ ａ ｌ ｏｆ ｉ ａ ｈ ｉ ｔ ｐｅ ｄ ｏ ｐｅｒｔ ａｉ ｏｎ ｂｙ ２ ０．ｎ ｔ ｅ ｖｄｅ Ｌ ４４ ａ ｄ ｈ ｉ ｏ ｏｎ ＣＤ ｂ ｉ ｈ Ｆａｍｅｂｕｆ ． ｙ ｕｓｎｇ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅｒ Ｋｅ ｗｏｒ ： ｙ ｄｓＡＲＭ —Ｌｉｕ ｉ ｇｅ ｃ ｓｔ ｎ， ｓ ａ ， Ｃ２ ０ ｎ ｘ， ｍａ ａ ｑｕｉｉｏ ｄｉｐｌｙＳ３ ４４ ｉ
基 于 ＡＲ 嵌 入 式 的图 像 采 集 与 显 示 系统 设 计 Ｍ
基于 Ａ Ｍ嵌入式的图像采集与显示系统设计 Ｒ
ｍａ ｑ ｉｉｏ ｎ Ｄｉｐｌｙ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｇｅ Ａｃ ｕｓｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｓ ａ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ９ ａ ｄ Ｅｍｂ ｄｄ ｄ Ｓ ｓ ｅ ｎ ｅ ｅ ｙ ｔ ｍ
部 设 备 进 行 访 问 操作 ， 以使 用 和 操 作 文 件 中相 同 的 、 准 的 系 可 标 统 调 用 接 口 函数 来 完 成 对 硬 件 设 备 的 打 开 、关 闭 、读 写 和 ＩＯ ／
并进行显示。 １ 嵌 入 式 开发 环 境 的构 建
ｅａ Ｄ ｉｅ 和 Ｆａ ｕ ｅ 机 制 ， 同时 去 掉 一些 本 系统 不 需 要 ｒ ｒ ｒ ｖ ｒｍｅ ｂ ｆ ｒ 的模 块 以 减 小操 作 系统 内核 的大 小 。最 后 通 过 编 译 生 成 二 进制 的 内核 映像 文件 ， 即将 在 顶 层 目录下 生 成 内核 映像 文件 ｚｍ— 也 ｌ ａ ｅｂｎ 将 ｚｍａ ｅｂｎ烧 写 到 目标 开 发板 中 。 ｇ ．ｉ。 ｌ ｇ 。ｉ 仅 有 Ｕ ｂ ｏ 和 Ｌｎ ｘ内 核 ， 不 能 和 目标 板 进 行 交 互 的 ， — ｏｔ ｉｕ 是
关 键 词 ：Ｒ — ｉ ｘ 视 频 采 集 ， 示 ，３ ２４ Ａ Ｍ Ｌ ｕ， ｎ 显 ￥Ｃ ４０
Ａｂｓｒｃｔ ｔａ
Ｈｏ ｗ ｔ ｏ ａｉ ｔｅ ｅａ —ｔ ｉ ａ ｄａ ａｃｏ ｒ ｐ ｄｉｇ ｏ ｂｔ ｎ ｈ ｒ ｌ ｉ ｍｅ ｍ ｇｅ ｔ ． ｒｅｓ ｏｎ ｎ ｐｒ ｅ ｔ ｅ ｍ ａ ａｎ ｓ ｏ ｏｃ ｓｓ ｈ ｉ ｇｅ ｄ ｈ ｗ ｉ ｔ Ｌ ｏｎ ＣＤ． ｃｈ ｓ ａｓ ｄ ｏｎ ｗｈｉ ｉ ｂ ｅ Ｓ３ ４ ｄ Ｃ２ ４０ ａｎ Ｅｍｂｅｄ ｄｅｄ ｓ ｓ ｅ ， ｓｃ ｉ ｄ． ｅ ＡＰＩ ｏ ｄｅ ｂｙ Ｖ４ ２ ｆ ｙ ｔ ｍ ｉ ｄｅ ｒ ｓ ｂｅ Ｔｈ ｐｒｖｉ ｄ Ｌ ｏ Ｅｍｂｅ ｄｄｅ Ｌｉ ｘ ｓ ｓ ｄ ｏ ａｐ ｕ ｅ ｔ ｅ ｉ ｄ ｎｕ ｉ ｕ ｅ ｔ ｃ ｔ ｒ ｈ ｍａｇｅ ａｎ ｔ ｅ ｄｅ ｍ ｐｒｓ ｔ ｉ ａ ｄａａ ｄ ｈｎ ｃｏ ｅ ｓ ｈｅ ｍ ｇｅ ｔ ａｎ ｃｏ ｖ ｔ ｔ ｎ ｏ ｔ ｅ ｄ ｎ ｅｒ ｉｔ ｈ ａｐｐ ｏ ｉｔ ｆ ｍａｔｗｉ ｔ ｅ ｂｉ ｙ ｈｇｈ－ｓ ｅ ｉ ｒ ｐｒ ｅ ｏｒ ｔ ｈ ａ ｌ ｏｆ ｉ ａ ｈ ｉ ｔ ｐｅ ｄ ｏ ｐｅｒｔ ａｉ ｏｎ ｂｙ ２ ０．ｎ ｔ ｅ ｖｄｅ Ｌ ４４ ａ ｄ ｈ ｉ ｏ ｏｎ ＣＤ ｂ ｉ ｈ Ｆａｍｅｂｕｆ ． ｙ ｕｓｎｇ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅｒ Ｋｅ ｗｏｒ ： ｙ ｄｓＡＲＭ —Ｌｉｕ ｉ ｇｅ ｃ ｓｔ ｎ， ｓ ａ ， Ｃ２ ０ ｎ ｘ， ｍａ ａ ｑｕｉｉｏ ｄｉｐｌｙＳ３ ４４ ｉ
基于ARM的嵌入式多路远程视频监控系统的设计
Байду номын сангаас监控计算机 监控计算机
集线器
摄像头云台
视频服务器 摄像头云台
视频服务器
摄像头云台
视频服务器
摄像头
图 1 视频监控系统结构图
3 系统硬件设计
监控系统不仅要实现视频图像的采集和压缩， 同时还需要实现这些数据的网络传输，系统以 ARM
第 36 卷第 5 期
赵书朵等：基于 ARM 的嵌入式多路远程视频监控系统的设计
作为软件开发平台，以 Intel 公司生产的 ARM 芯片 PXA270 为硬件核心，采用罗技摄像头进行实时图像采集，经
JPEG 压缩算法进行编码压缩后，通过以太网发送到远程 PC 监控端，在 PC 监控端通过监控端软件可以实时观看远
程服务器的视频图像，并实现了对摄像头云台的远程控制。
关键词：视频监控；ARM 芯片；Windows CE 5.0 系统；JPEG 算法；云台控制
系统的摄像头云台由两个舵机组成，由飞思卡 尔单片机进行控制，单片机系统要实现对舵机输出 转角的控制，需完成两个任务：（1）产生基本的 PWM 周期信号，即周期为 20 ms 的脉冲信号；（2）脉宽的 调整，即单片机模拟 PWM 信号的输出，并且调整占 空比，控制舵机的转动。
系统中网络传输部分的软件实现运用了 BSD Socket 编程技术，采用的是基于 TCP 协议的流式套 接字[8]。
JPEG 压缩编码
应用层
图像保存显示
嵌
入
本地云台控制
式
系
网络传输
统
软
嵌入式 WINCE 操作系统
件 嵌入式操作系统
体 Windows CE 5.0 系
设备驱动程序
云台控制的核心模块，此款单片机片内资源及 I/O接口
基于ARM的视频监控系统的设计
中 图 分 类 号 ：Ｐ ９ Ｔ ３３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ １ ９—６ １ （０ １ ２— ０ ７— ５ ０ ７ Ｘ ２ １ ）０ ０４ ０
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｅ ｏ ｔ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｓｇ ｆ ｖ ｄ ｏ ｍ ｎｉｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ
，
ｗａ ｅ ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｈ ｃ ｐａ ｉｉ ｉ ｅ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔｍ ｓｒ ａｉｅ ｒ ｓｇ ｆｈ ｇ ａ ｂ ｌｔ ｖｄ ｏ ｍｏ ｉｏ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｌ ｄ．ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｌｓｒ ｃｕｒ ｆｖｄ ｏ ｍｏ ｉ ｒ ｙ ｉ ｚ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｖ ｒ ｌ ｔｕ ｔ ｅ ｏ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｓ ｓｅ 。Ｓ ４ ０Ａ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓｏ ｓ，ＵＳ ａ ｒ ｎ ｅ ｆｃ ｉｃ ｉ ． ｎ ｈ ｅｗｏ ｋ ｉ ｔｒａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｙ ｔｍ ３Ｃ２ ４ ｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ Ｂ ｃ ｍｅ ａ ｉ ｔｒａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｎ ｅｆ ｃ ｉｃ ｉ．Ａｎ ｅ ｅ ｄ ｄ ｍｂ ｄ ｅ ｃ ｂｅ ａ ｌ／ｗｉｅｅ ｓｖｄｅ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｒ ｌ ｓ ｉ ｏ ｍｏ ｉｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｃ ｉｖ ｄ，ｗｉ ｈ ｌｅ ｔｄ ｃ ｄ ｎ ｉｐ ａ ｅ ｃ ｎｇｕ ｏ２ ｒ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃｉ ｎ ｅ ｏ ｉ ｇ ｄ ｓ ｌｙ ｒ ａ ｈｉ ｐ ｔ ５ ｆａ ｓｐ ｒ ｈ ｓｃｎ ｅ ｏ ｄ．ｗｈ ｃ ｍｐ ｉｓ ａ ｖ ｒ ｍｏ ｔ ｉ ｅ ｎ ｔｒ Ｔ ｏ ｗａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｕ ｖ ｉ ａ ｃ ｙ ｔ ｍ Ｓａ ｓ ｉｃ ｓ ｅ ． ｉ ｈ ｉ ｌｅ ｅ ｙ ｓ ｏｈ ｖ ｄ ｏ ｍｏ ｉｏ ． ｈｅ ｓ ｆ ｒ ｆｖｄ ｏ ｓ ｒ ｅｌ ｎ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｌｏ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｌ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｅ ｏ ｔ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｓｇ ｆ ｖ ｄ ｏ ｍ ｎｉｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ
，
ｗａ ｅ ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｈ ｃ ｐａ ｉｉ ｉ ｅ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔｍ ｓｒ ａｉｅ ｒ ｓｇ ｆｈ ｇ ａ ｂ ｌｔ ｖｄ ｏ ｍｏ ｉｏ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｌ ｄ．ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｅ ａｌｓｒ ｃｕｒ ｆｖｄ ｏ ｍｏ ｉ ｒ ｙ ｉ ｚ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｖ ｒ ｌ ｔｕ ｔ ｅ ｏ ｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｓ ｓｅ 。Ｓ ４ ０Ａ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓｏ ｓ，ＵＳ ａ ｒ ｎ ｅ ｆｃ ｉｃ ｉ ． ｎ ｈ ｅｗｏ ｋ ｉ ｔｒａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｙ ｔｍ ３Ｃ２ ４ ｍｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ Ｂ ｃ ｍｅ ａ ｉ ｔｒａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｎ ｅｆ ｃ ｉｃ ｉ．Ａｎ ｅ ｅ ｄ ｄ ｍｂ ｄ ｅ ｃ ｂｅ ａ ｌ／ｗｉｅｅ ｓｖｄｅ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔ ｍ ｓａ ｈ ｅ ｅ ｒ ｌ ｓ ｉ ｏ ｍｏ ｉｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｃ ｉｖ ｄ，ｗｉ ｈ ｌｅ ｔｄ ｃ ｄ ｎ ｉｐ ａ ｅ ｃ ｎｇｕ ｏ２ ｒ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃｉ ｎ ｅ ｏ ｉ ｇ ｄ ｓ ｌｙ ｒ ａ ｈｉ ｐ ｔ ５ ｆａ ｓｐ ｒ ｈ ｓｃｎ ｅ ｏ ｄ．ｗｈ ｃ ｍｐ ｉｓ ａ ｖ ｒ ｍｏ ｔ ｉ ｅ ｎ ｔｒ Ｔ ｏ ｗａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｕ ｖ ｉ ａ ｃ ｙ ｔ ｍ Ｓａ ｓ ｉｃ ｓ ｅ ． ｉ ｈ ｉ ｌｅ ｅ ｙ ｓ ｏｈ ｖ ｄ ｏ ｍｏ ｉｏ ． ｈｅ ｓ ｆ ｒ ｆｖｄ ｏ ｓ ｒ ｅｌ ｎ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｌｏ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｌ
基于ARM的嵌入式视频监控系统设计
２ｏ＂ ． ３
Ｌｉ Ｇｕｏ ｈｅ ｇ， ｎ ｚ ｎ Ｓｈｅ Ｘ ｉｏｌ ｎ ａ ｉ ｎ
（ ｒ ｉｅ ｉ ｆ ｉａ，ａ ｕｎ ３０ １ Ｓ ａｘ， ｉａ Ｎｏｔ Ｕｎｖｒｔ ｏ ｎ Ｔ ｉ ａ０ ０ ５ ，ｈ ｎ ｉ ｎ） ｈ ｓｙ Ｃｈ ｙ Ｃｈ
Ａ ｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ｓｄｅ ｉｎ ｏ ｍ ｂｅ ｄｅ ｙｓｅ ｏｎｓｓｓｏ ｉ ｅ ａ ｕｒ ，ｖ ｄ ｏ ｓｇ ｌｐｒ ｅｓｎｇ ｔ ｒ ｇ ，ａ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｉ ｓｇ ｆｅ ｄ ｄ ｓ ｔｍ ｃ ｉｔ ｆｖ ｄ ｏ ｃ ｐｔ ｅ ｉ ｅ ｉｎａ ｏｃ ｓｉ ，ｓｏ ａ ｅ ｎｄ ｔａ ｍ ｓｉ ｎ
ｍ ｅｈｏ ｔ ｄｓｏｆａ ｌｓｓａ ｏ ｐａ ｓ ｎ ｆｓ ｌｃ ｅ ｎａｙ ｉ ｎｄ ｃ ｍ ｉ ｒ ｏ ｏ ｅ ｔｄ ＬＰＣ２ ０ ＡＲＭ ａ ｉｙ ｏ ｈｉ ｓｔ ａｎ ｐ ｏｃ ｓｉ ｇ ｃ ｉ ，ｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ２１ ｆｍ ｌ ｆｃ ｐｓａ ｈｅ ｍ ｉ ｒ ｅｓｎ ｈ ｐ ｈ ｘ ｅ ｌ ｎ ｄｅｉ ｎ ｆｉｓｒｃ ｎｄ ｆｅ ｉ ｌ ｎ ｔ ｔ ａ ｅ ｃ ｉｇ ａｉ ｎ ａ ｏｎ ｒ ｅ ｒ ｔ ｄ ｖｉ ｏ ｄｅ ｏ ｒ，Ｔ ＣＯ Ｎ ，Ｏ Ｓ ， ｓｇ ｏ ｔ ｉｈ ａ ｘ ｂ ｅ ｉ ｈｅ ｓｏｒ ｇ ｏｎｆ ｕｒｔｏ ｎｄ ｃ ｔｏｌｏｆｉ ｇ ａ ｅ ｄｅ ｃ ｄｅ ｓ ｌ ｎｔ Ｄ ｂａ ｋｌｇ ｔ ｃ ｎｔｏ ，ｈｏｒｚ ｃ ｉｈ ｏ ｒｌ ｉ ｏｎｔｌ／ ｖ ｒｉａ ｏｏｍ ｕｎ ｔｏｎ Ｔ １ ８ ｖｄｅ ｏｃ ｓｉ ｈｉ ａ ｅ ｔｃ ｌｚ ｆ ｃ ｉ Ｂ ｉ ｏ ｐｒ ｅｓｎｇ ｃ ｐ，ｖ ｓ ｌＯ Ｓ ｍ ｅ ｕ．Ｔｈｅ ｃｒ ｕｉ １ ｉｕａ Ｄ ｎ ｉｃ ｔ ｄｅｉ ｈａ ａ ｓｔ ｙ ｔ ｍ ｎｔｌｉ ｎｔ ｍ ａｌｓｚ ，ｌ ｗ ｗ ｅ ｏｎ ｕｍ ｐｔ ｎｄ ｓｍ ｐｌ ｓｇ ｔ ｔｍ ｋｅ ｈｅ ｓ ｓｅ ｉ ｅ ｇｅ ，ｓ ｌ ｉｅ ｏ ｐｏ ｒｃ ｓ ｎ ｉ ａ ｉ ｏｎ ｅ ｏｐｅａｉ ｎ，Ｓ ｎｓｅ ｄ ｏ ｒ ｔｏ Ｏ ｉ ｔ ａ ｆＰＣ—
基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现毕业设计
a基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现目录基于ARM的嵌入式-1 -网络视频监控系统设计与实现.................................................................................... -1 -目录 ............................................................................... -1 -一、绪论............................................................................ -1 -1.1研究意义-1 -1.2市场需求-1 -1.3目前视频监控系统国内外常见方案设计-2 -1.4系统设计目标-3 -1.5技术可行性-4 -二、嵌入式系统介绍................................................................ -5 -2.1嵌入式系统定义-5 -2.2嵌入式系统特点-5 -2.3嵌入式系统的组成-6 -三、视频编解码和网络协议的选择73.1网络传输协议的分析选择73.1.1网络传输协议的分析73.1.2网络协议的选择和设计'123.1.3视频数据传输方式的选择.13 3.2图像压缩算法的分析选择133.2.1压缩的必要性和可能性.133.2.2系统视频压缩方法的选择.14四、监控系统方案设计154.1监控系统总体方案选择154.2监控系统硬件方案设计164.2.1嵌入式处理器的选择164.2.2Flash 的选择184.2.3网卡的选择.184.2.4摄像头的选择184.2.5存储硬盘接口的选择19五、硬件平台设计205.1网络视频监控系统的硬件架构205.2各模块及接口设计215.2.1存储系统模块及接口设计.215.2.2串口电路设计285.2.3调试接口电路305.2.4USB HOST 接口设计315.2.5监控系统硬件整体方案设计315.3监控系统软件整体方案设计325.3.1软件开发平台及开发工具的选择.325.3.2构建嵌入式软件平台335.3.3BootLoader 移植.345.3.4移植Linux2.6.14 内核.405.3.5CGI 简介.435.3.6监控系统软件方案.44六、系统的设备驱动程序移植456.1网卡驱动移植466.1.1核心板网卡移植.466.1.2主板网卡移植486.2摄像头驱动移植54七、监控系统软件的设计及实现557.1监控系统功能模块作用及设计557.2Linux下多线程编程技术571.2.1系统视频压缩方法的选择.587.3视频采集模块软件设计597.3.1关于Video4Linux607.3.2多路图像采集的实现647.4视频编码和解码模块设计647.4.1JPEG 标准657.4.2JPEG 解码677.4.3动态图像解码的优化677.4.4获取压缩后每一帧大小677.4.5WEB服务器搭建687.4.6PC上显示模块设计.727.4.7保存视频文件的设计n7.4.8FTP服务器的设计167.4.9系统运行性能77一、绪论1.1研究意义嵌入式是当今最为热门的概念之一，其应用领域也非常之广泛，无论是在工业控制、交通管理、信息家电、安防，还是个人手持设备，都有着非常广泛的应用。
基于ARM的嵌入式远程智能监控系统的研究
ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｒ ｌ ｔ ｄ ｄ ｖ ｃ ｒｖ ｒａ ｄ ｎ ｔ ｒ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ａ ｅ ｎ ＴＣＰ ｓ ｃ ｅ ． ｈ ｙ ｔ ｍ ｅａ ｅ ｅ ｉ ｅ ｄ ｉ ｅ ｎ ｅ ｗｏ ｋ ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｒ ｇ ａ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｋ ｔ
１Ｍ ｚ 振 由 Ｃ Ｕ 部 的 Ｐ Ｌ 频 至 ２ ０ Ｈ ， Ｂ Ｏ ＲＭ ２ｌ 晶 ｔ Ｐ内 Ｉ倍 ０Ｍｚ Ｏ Ｔ Ｏ 为
监 控 系 统 利 用 计 算 机 技 术 、嵌 入 式 技 术 以 及 网 络 技 术 现 已可 以 实 现 对 工 业 生 产 、 围 家 安 防 日常 生 活 进 行 全 天 候
４ ＊ ６ 的 Ｎ Ｒ Ｆ ａ ｈ Ｓ ＲＭ 两 片 ３ Ｍ 现 代 Ｓ Ｒ Ｍ 并 有 Ｍ １Ｂ Ｏ ｌ ｓ ， Ｄ Ａ 为 ２Ｂ ＤＡ ， ｔＭ １０ 以 １ 网接 口 。 模 块 的 主 要 功 能 ： ① 接 收 数 字 处 理 Ｏ ／０Ｍ 人 后 的 视 频 采 集 信 号 ；② 将 接 收 过 来 的 视 频 信 号 压 缩 编 码 ， 并 把 压 缩 后 的 视 频 编 码 流 通 过 网 络 协 议 栈 打 包 ，运 行 嵌 入 式 Ｗ Ｂ 务 器 ， 等 待 外 部 的客 户 端 访 问 ；③ 根据 远 程 客 户 监 ＥＮ 控 端 的要 求 对 镜 头 和音 频报 警 模 块 进 行 控 制 。 （ ）视 频 采 集 模 块 。视 频 采 集 模 块 的 实 时 数 据 采 集 系 ２ 统 采 用 硬 件 的 式 来 实 现 。视 频 源 信 号 的采 集 来 自高 度 集 成 的Ｃ Ｏ 数 字 传 感 器 模 块 Ｍ ８ Ｓ ２ ＭＳ Ｂ ６ ０ 。它 不 仅 集 成 了Ｃ Ｏ 图像 ＭＳ 传 感 器 阵 列 、 自动 增 益 信 号 放 大 器 、 模 数 转 换 器 ， 还 包 括 了色 彩 信 号 处 理 和 微 型 镜 头 ， 包 含 了 图形 采 集 的所 有 前 端 处 理 ，可 以直 接 输 出 数 字 信 号 。 （ ）音 频 报 警 模 块 。 由于 ￥ ｃ ４０ 内置 有 Ｉ Ｓ 频 接 ３ ３ ２ １Ａ Ｉ音 口 ， 所 以 我 们 只 需 要 外 接 一 个 数 字 音 频 编 解 码 器 即 可 实 现 音 频 输 入 ／ 出 。 所 以音 频 报 警 模 块 使 用 的 数 字 音 频 编 解 码 输 器 为Ｕ Ａ ３ １ Ｓ 从 模 拟 信 号 源 来 的 信 号 经 模 数 转 换 后 ， 再 Ｄ １４ Ｔ 。 由Ａ Ｍ Ｈ Ｒ ￣ 以处 理 ，才 可 供 使 用 或 存储 为 素 材 。 （ ） 数 据 传 输 模 块 。 数 据 传 输 模 块 主 要 负 责 各 种 数 据 ４
１Ｍ ｚ 振 由 Ｃ Ｕ 部 的 Ｐ Ｌ 频 至 ２ ０ Ｈ ， Ｂ Ｏ ＲＭ ２ｌ 晶 ｔ Ｐ内 Ｉ倍 ０Ｍｚ Ｏ Ｔ Ｏ 为
监 控 系 统 利 用 计 算 机 技 术 、嵌 入 式 技 术 以 及 网 络 技 术 现 已可 以 实 现 对 工 业 生 产 、 围 家 安 防 日常 生 活 进 行 全 天 候
４ ＊ ６ 的 Ｎ Ｒ Ｆ ａ ｈ Ｓ ＲＭ 两 片 ３ Ｍ 现 代 Ｓ Ｒ Ｍ 并 有 Ｍ １Ｂ Ｏ ｌ ｓ ， Ｄ Ａ 为 ２Ｂ ＤＡ ， ｔＭ １０ 以 １ 网接 口 。 模 块 的 主 要 功 能 ： ① 接 收 数 字 处 理 Ｏ ／０Ｍ 人 后 的 视 频 采 集 信 号 ；② 将 接 收 过 来 的 视 频 信 号 压 缩 编 码 ， 并 把 压 缩 后 的 视 频 编 码 流 通 过 网 络 协 议 栈 打 包 ，运 行 嵌 入 式 Ｗ Ｂ 务 器 ， 等 待 外 部 的客 户 端 访 问 ；③ 根据 远 程 客 户 监 ＥＮ 控 端 的要 求 对 镜 头 和音 频报 警 模 块 进 行 控 制 。 （ ）视 频 采 集 模 块 。视 频 采 集 模 块 的 实 时 数 据 采 集 系 ２ 统 采 用 硬 件 的 式 来 实 现 。视 频 源 信 号 的采 集 来 自高 度 集 成 的Ｃ Ｏ 数 字 传 感 器 模 块 Ｍ ８ Ｓ ２ ＭＳ Ｂ ６ ０ 。它 不 仅 集 成 了Ｃ Ｏ 图像 ＭＳ 传 感 器 阵 列 、 自动 增 益 信 号 放 大 器 、 模 数 转 换 器 ， 还 包 括 了色 彩 信 号 处 理 和 微 型 镜 头 ， 包 含 了 图形 采 集 的所 有 前 端 处 理 ，可 以直 接 输 出 数 字 信 号 。 （ ）音 频 报 警 模 块 。 由于 ￥ ｃ ４０ 内置 有 Ｉ Ｓ 频 接 ３ ３ ２ １Ａ Ｉ音 口 ， 所 以 我 们 只 需 要 外 接 一 个 数 字 音 频 编 解 码 器 即 可 实 现 音 频 输 入 ／ 出 。 所 以音 频 报 警 模 块 使 用 的 数 字 音 频 编 解 码 输 器 为Ｕ Ａ ３ １ Ｓ 从 模 拟 信 号 源 来 的 信 号 经 模 数 转 换 后 ， 再 Ｄ １４ Ｔ 。 由Ａ Ｍ Ｈ Ｒ ￣ 以处 理 ，才 可 供 使 用 或 存储 为 素 材 。 （ ） 数 据 传 输 模 块 。 数 据 传 输 模 块 主 要 负 责 各 种 数 据 ４
基于ARM远程监控系统设计
基于ARM的远程监控系统的设计摘要：视频监控系统随着嵌入式技术、多媒体技术、计算机网络技术的快速发展也在不断地更新。
本文设计实现了一个基于嵌入式处理器arm9的网络视频监控系统。
利用linux操作系统提供的v4l2 api实现对视频设备的视频数据采集；使用libjpeg进行视频压缩，实现了视频数据的网络传送和远程监控。
基于嵌入式技术的网络视频监控系统与传统的视频监控系统相比具有体积小、成本低、稳定性高、实时性好等优点，具有广阔的应用前景。
关键词：arm9；linux；视频监控；web服务器中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012）23-0000-021 前言随着网络带宽的提高和成本的降低以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代。
近两年随着远程监控系统应用于各个领域，对视频监控系统的要求也更高：操作简单、实时可靠、多功能、数字化、经济实用的视频监控系统的开发和设计越来越多地受到人们的瞩目。
基于嵌入式技术的网络化视频监控系统应运而生。
基于嵌入式web监控系统由于把视频处理和web功能集成到一个体积很小的设备内，能连入以太网，达到即插即看，安装方便，用户界面通过www浏览器实现，不必是专门的网络硬件环境也无需专用软件。
2 系统硬件设计系统拓扑结构如图1。
系统采用b/s架构。
视频由usb摄像头输入，支持yuyv和mjpeg的摄像头。
视频数据通过usb传输到arm 开发板。
开发板与客户端通过互联网连通。
用户在浏览器地址栏输入网址和端口，登录后可以在浏览器页面看到监控的视频画面，同时支持多个浏览器同时显示。
3 视频采集的实现3.1 视频采集。
摄像头采集到的视频数据并不能直接发送给浏览器显示，需要进行图像格式，文件格式等转换后才能传送给浏览器显示，为了减少码流通常还需要图像压缩。
大多数摄像头都是以mjpg/yuv格式输出视频。
本设计中需要将摄像头输出的yuv格式的图像数据，通过libjpeg压缩为jpeg。
基于ARMLinux的嵌入式远程监控系统设计
随 着 网络技 术 的飞速 发 展 ，通 过Ｗ Ｅ 访 问设备 具 有 界面 直观 、配 置 方 便 、接 口简 单等 优势 ，在 开 放 Ｂ 源 代 码 的嵌 入 式 Ｌｎ ｘ 台上 移 植 ｗ Ｅ 服 务 器 ，可 实 现 一 种 功 耗 低 、可 靠 性 高 和 低 成 本 的远 程 监 控 系 ｉｕ 平 Ｂ 统 。引入 当前较 流 行 的嵌 入 式Ｌｉｕ 作 为 嵌 入式 视 频服 务器 的软 件 运行 平 台，利 用 ｗ Ｅ 服 务 器与 客 户 端 ｎｘ Ｂ
务器利 用现场 数据 采 集设 备 与ＲＳ３ ／８ 总线 相连 ，将 从控 制端 采集 到 的数 据经 过 处理后 输 出至Ｌ Ｄ触 摸 ２２４５ Ｃ
屏 上 ，通过 路 由器 传送 到 以 网上 ，远程 监 控Ｐ Ｃ机 能够 接 收被 控制 端 发来 的视频 ，并 能对 相 应 的串行 设 备 实施控 制 ，从而 实现 本地 管理 员对 远程 设备 的实 时监控 。 从 监控 系统 各 个 部分 具 体 功 能作 用上 来 分析 ，监控 系 统 的基 本 功 能主 要 包括 ：现场 数 据 的采集 、处
第２卷 第２ ２ 期 ２１年６ ０ ２ 月
洛阳理工学院学报（ 自然科学版）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｏ ａ ｇ Ｉ ｓｉ ｔ ｆ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｕ ａ ｃ ｎ ｅ ｉ ｏ ） ｏ ｒ ａ ｙ ｎ ｎ ｔ ｕ ｅ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｒ ｌ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ Ｌｕ ｔ ｏ Ｓ ｅ Ｅｄ ｉ
式 Ｗｅ 服务 器 的稳 定 性 、可 靠 性和 实时 性 的要 求 ，现场 总 线 和数 据 信 号采 集 电路 必须 具备 较 强 的抗 干 扰 ｂ
性 ；其 四 ，采 取一 定 的保护 措施 ，以确保 在系 统设 计过程 中工 作人 员 与设备 的 安全 。
基于ARM的视频监控系统硬件设计
统进行硬件设计。
关 键 词 ： 频监 控 系统 ； Ｍ； 入 式 处 理 器 视 ＡＲ 嵌
随着电子技术 、 多媒体技术和通信技术的发 具有相对不变性 。 应用程序利用操作系统提供的 法完成对芯片的操作，因而在各种嵌 ＾ 式系统中 展， 视频监控系统在工业、 军事和民用领域得到广 机制完成特定功能 ，不同的系统需要设计不同的 得到广泛 的 应用。 ． Ｓ Ｒ Ｍ电路。 Ｆ ｓ 存储 ４ Ｄ Ａ ３ 与 ｌｈ ａ 泛的 应用 ， 视频监控具有直观 、 方便和信 息内容丰 嵌 入式应程序。 器相比较 ，Ｄ Ａ Ｓ Ｒ Ｍ不具有掉电保持数据的特性 ， 富等优点 ， 为用户提供高质量的监控手段。 从以前 ３基于 ＡＲ Ｍ的嵌 入式处理器 但其存取速度大大高于 Ｆ ｈ ｌ 存储器 ， ｓ ａ 具有读 ／ 写 的模拟监控到现在 的 数字监控 ， 从落后的现场监 ＡＲ Ａ ｖｎ ｅ Ｓ ｃｉｅ处理器是使 的属性，因此 ， Ｒ Ｍ在系统中主要用作程序的 Ｍ（ ｄ ａｃｄＲＩＣ Ｍａｈｎ ） Ｓ Ａ Ｄ 控到先进的远程监控 ， 人监控到无人监控， 从有 视 用 Ａ Ｍ 公司授权的芯片 Ｉ ｏｅ的一类处理器 运行空间。Ｓ Ｒ Ｍ是 同步动态随此有 Ｒ Ｐ ｃｒ ＤＡ ． ， 储器 同步 频监控技术正向网络化 、 移动化和智能化的方 向 的统称。 Ｒ 采用 ＲＳ ＡＭ ＩＣ体系结构 ， 其主要特点 指的是时钟频率与 Ｃ Ｕ前端 总线的时钟频率相 Ｐ 发展。 包括 ： 具有大量的寄存器 ， 寻址简单 ， 采用固定长 同，并且 内部命令的发送和数据的传送都以它为 １视频监控系统 度的指令格式等。此外，Ｒ 体系结构采用了一 基准 ， ＡＭ 因此不存在延迟或等待时间。 动态是指存储 目前主要有两类视频监控系统 ， 中一类是 些特别的技术 ， 其 如批量指令、 优化地址 自 动增减指 阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。随机是 以录像设备为基础 ， 这类监控系统功能较强 ， 便于 令 、 同一指令包括多种操作等 ， 使得 Ａ Ｍ 在保证 指数据不是线性依次存储 ，而是 自由指定地址进 Ｒ 现场操作 ， 但存在较多缺点 ： 如稳定性不够好 ， 结 高性能的同时尽量减少芯片体积、降低芯片的功 行数据的读 ／ 。 ． Ｕ Ｂ 口电路。 ３ ２ １ 写 ４ Ｓ 接 ４ ￥ Ｃ ４ ０提 构复杂 ； 功耗高、 费用高； 软件的开放性也不好 ； 传 耗 ， 因此 Ａ Ｍ 比同类处理器具备更优 良的性能。 供 了 Ｒ 方便的 Ｕ Ｂ 口， Ｓ接 包括两个 Ｕ Ｂ控制器， Ｓ 可 输距离也明显受限；Ｃ机也需专人管理，在环境 目 ， Ｒ Ｐ 前 Ａ Ｍ处理器已经广泛应用在无线设备 、 蓝 设置 ２ 个主Ｖ －者—个主机和—个设备。Ｕ Ｂ控 Ｉ ￣ ２ Ｓ 或空间不适宜的监控点 ， 这种方式也不理想。 另一 牙技术、 网络互联、 消费电子和汽车电子等领域 ， 制器用 Ｄ Ａ接口提供一个商 胜能完备的速率功 Ｍ 类是以基于 Ｗｅ ｂ的嵌入式技术为核心 ， 已逐渐成 Ａ Ｍ 处理器 已成为商 ｌ能嵌入式系统处理器的 能控制解决方案 ，Ｓ Ｒ 生 Ｕ Ｂ控制器允许使用 Ｄ Ａ的批 Ｍ 为一种发展趋势。这类监控系统是将摄像头传感 首选 。￥ Ｃ ４ ０是 三星公 司 推出 的一 款基 于 量传输、 ３２１ 中断传输和控制传输三种方式。 Ｓ 分 Ｕ Ｂ的 ＲＭ９０ 的 ３ 位 ＲＳ 嵌 入 式 处 理 器 。 时处理机制真正在硬件意义上实现了外设的即插 ２Ｔ ２ ＩＣ 器传送来的视频信息由嵌入式处理器处理后 ， 通 Ａ 过内部总线传送到内置的 Ｗｅ ｂ服务器 ， 网络用户 ￥ Ｃ ４０具有丰富的寄存器 ， ３ ２１ 其大多数操作和设 即用。 ． Ｊ Ａ ４ Ｔ Ｇ电路。Ｊ Ａ ５ Ｔ Ｇ是检测 Ｐ Ｂ和 Ｉ Ｃ Ｃ芯 可以直接用浏览器观看 ｗｅ 服务器上的图像信 置都是在寄存器中完成。 ｂ 片的一个标准， 通过这个标准 ， 可对具有 ＪＡ Ｔ Ｇ接 息， 授权用户还可以控制摄像头的图像获取参数。 ￥ Ｃ ４ ０内部结构较复杂 ， ３２ １ 提供可扩展的功 口的芯片 的硬件 电路进行边界扫描和故障检测。 目 ， 前 性能较好的嵌入式处理器可以做到 同时具 能漠块较多 ，片上集成的功能主要包括以下几个 ４ ． 口 ６串 电路。 口 串 在系统开发中 起着十分重要的 备视频编码 、 网络通信 、 自动控制等强大功能， 直 方面 ： 作用 ， 一般的调试和下载都是通过 串口 进行的。 同 接支持 网络视频传输和网络管理 ， 使得监控范围 具有 １ Ｋ ６ Ｂ指 令 缓存 ／ Ｋ １ Ｂ数据 缓 存 和 时串口 ６ 是一个很通用 的接口 设备 ， 通过串口可以 达到前 所未有的广度。由于这类系统可以直接联 Ｍ Ｕ的微处理器 ； Ｍ 外部存储控制器 Ｓ Ｒ Ｍ控制 和很多其它设备进行扩充。 Ｄ Ａ 几乎所有的微控制器、 入 以 网， 太 随着网络的普及， 监控距离已基本不受 和片选逻辑 ；Ｃ 控制器 ； ＬＤ 具有外部请求 引脚的 ４ 都提供串 行接 口。 ５结 论 限制； 用户无需使用专用软件 ， 仅用浏览器即可查 通道 Ｄ ＭＡ； ３通道 ＵＡ Ｔ和 ２ Ｒ 通道 Ｓ Ｉ总线控制 Ｐ； Ｓ Ｄ主机接 口 和兼容的多媒体卡协议； 个 Ｕ Ｂ ２ Ｓ 随着计算机技术 、 多媒体技术及网络技术的 看； 信号不易受干扰， 可大幅度提高图像品质和稳 器； 定 眭；数字化的视频数据可存储在磁盘阵列或保 主机 ， 个 Ｕ Ｂ设备 ； １ Ｓ ４通道 Ｐ ｗＭ计时器 ， 通道 迅猛发展 ， １ 基于嵌 ＾ 式处理器的视频监控系统必 存在光盘中， 存储量大且查询便捷 。当然 ， 系统也 内部计时器；看门狗电路 ；１ 个通用入 口， 通 然走向数字化、 １７ ２ ４ 网络化。本文对基于 Ａ Ｍ的嵌入 Ｒ 存在图像质量 、 安全等问题 。 监控系统具有如下性 道外部 中断源 ； 电源控制 ： 常规、 缓慢、 空闲和断电 式视频监控系统在硬件方面进行设计 ，系统采用 模式； 通道 １ 位 Ａ Ｃ和触摸屏接口；具有 日历 三星公司的 ￥ Ｃ ４ ０ ８ Ｏ Ｄ 能要求 ： ３ ２ １ 作为嵌入式处理器 ， 配合外 １ 实时性。作为监控系统， ． １ 及时的从各个监 功能的实时时钟 Ｒ Ｃ；具有锁相环 的片上时钟发 围硬件电路构成嵌人式 电路 。采用模块化设计方 Ｔ 测点获取监测数据 ， 并进行分析处理是十分必要 生器 。 案， 将硬件划分为四大模块 ： 主控器模块 、 存储器 的。１ 可靠 ｌ。 ． ２ 生 监控系统是—个实时的行业应用 ４系统硬件设计 模块、 电源电路模块和外围接 口电路模块 ， 并对各 系统 ， 要求系统能够长时间可靠稳定的工作 。 这就 系统总体硬件设计划分为 四大模块 ： 主控器 个模块进行了详细的介绍。 存储器模块、电源模块和外围接 口电路模 参 考文 献 要求整个系统的软硬件稳定运行。１ ３实用 。 监 模块、 控系统作为—个实用项 目，不仅要从技术ｌ能角 块 。 生 『 忠梅 马广云等． １ 怕 嵌入式处理器结构与应用基础 度考虑， 也要从实用角度考虑。 —方面要求建设资 Ｉ ． 北京航空航天大学出版社２ ｏ． Ｍ］ 北京： ｏ２ 金投入少 、 运营成本低 ； 另一方面要求整个系统操 团吴明晖， 黄健等． Ａ Ｍ的嵌入式 系 徐睿， 基于 Ｒ 统开 发 与应 用 ． 人 民邮 电 ￣ 北京 ２ ０． ０４ 作简单、 维护方便 ， 利于用户使用 。 １ ４可扩展陛。 可 扩展性也是对监控系统的—个重要性能要求。系 ［６ 鹏． 式网络化积频监控『 撕 江大学， ０ ． ３ ５ 嵌入 ］－ Ｄ１ ２ ４ ０ 统的软件结 构要采用分布式的设计方案，强化各 『胡继阳， ４ ］ 李维仁， 柯力群等． 嵌入式系统导论［】 Ｍ． 北 个模块之间的接 口 关系， 便于系统的灵活扩展。 京：中 国铁 道 出版社 ２ ０ ． ０５ ２嵌入式系统 圈窦振中， 李凯． 宋鹏， 嵌入式系统设计的新 发展及 系统硬件 结 构 图 其挑战叨 北京： ． 单片机与嵌入式 系 ２ ０ ，１）— 统， ０ １ （ ． ２ ３ 嵌入式系统是将计算机技术与各行各业 的 具体应用相结合的面向用户和产品的专用计算机 ４１ ．电源电路。 目标板 Ｅ 有很多的硬件资源， ９ ． 系统。 ＾ 嵌 式系统具有功
关 键 词 ： 频监 控 系统 ； Ｍ； 入 式 处 理 器 视 ＡＲ 嵌
随着电子技术 、 多媒体技术和通信技术的发 具有相对不变性 。 应用程序利用操作系统提供的 法完成对芯片的操作，因而在各种嵌 ＾ 式系统中 展， 视频监控系统在工业、 军事和民用领域得到广 机制完成特定功能 ，不同的系统需要设计不同的 得到广泛 的 应用。 ． Ｓ Ｒ Ｍ电路。 Ｆ ｓ 存储 ４ Ｄ Ａ ３ 与 ｌｈ ａ 泛的 应用 ， 视频监控具有直观 、 方便和信 息内容丰 嵌 入式应程序。 器相比较 ，Ｄ Ａ Ｓ Ｒ Ｍ不具有掉电保持数据的特性 ， 富等优点 ， 为用户提供高质量的监控手段。 从以前 ３基于 ＡＲ Ｍ的嵌 入式处理器 但其存取速度大大高于 Ｆ ｈ ｌ 存储器 ， ｓ ａ 具有读 ／ 写 的模拟监控到现在 的 数字监控 ， 从落后的现场监 ＡＲ Ａ ｖｎ ｅ Ｓ ｃｉｅ处理器是使 的属性，因此 ， Ｒ Ｍ在系统中主要用作程序的 Ｍ（ ｄ ａｃｄＲＩＣ Ｍａｈｎ ） Ｓ Ａ Ｄ 控到先进的远程监控 ， 人监控到无人监控， 从有 视 用 Ａ Ｍ 公司授权的芯片 Ｉ ｏｅ的一类处理器 运行空间。Ｓ Ｒ Ｍ是 同步动态随此有 Ｒ Ｐ ｃｒ ＤＡ ． ， 储器 同步 频监控技术正向网络化 、 移动化和智能化的方 向 的统称。 Ｒ 采用 ＲＳ ＡＭ ＩＣ体系结构 ， 其主要特点 指的是时钟频率与 Ｃ Ｕ前端 总线的时钟频率相 Ｐ 发展。 包括 ： 具有大量的寄存器 ， 寻址简单 ， 采用固定长 同，并且 内部命令的发送和数据的传送都以它为 １视频监控系统 度的指令格式等。此外，Ｒ 体系结构采用了一 基准 ， ＡＭ 因此不存在延迟或等待时间。 动态是指存储 目前主要有两类视频监控系统 ， 中一类是 些特别的技术 ， 其 如批量指令、 优化地址 自 动增减指 阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。随机是 以录像设备为基础 ， 这类监控系统功能较强 ， 便于 令 、 同一指令包括多种操作等 ， 使得 Ａ Ｍ 在保证 指数据不是线性依次存储 ，而是 自由指定地址进 Ｒ 现场操作 ， 但存在较多缺点 ： 如稳定性不够好 ， 结 高性能的同时尽量减少芯片体积、降低芯片的功 行数据的读 ／ 。 ． Ｕ Ｂ 口电路。 ３ ２ １ 写 ４ Ｓ 接 ４ ￥ Ｃ ４ ０提 构复杂 ； 功耗高、 费用高； 软件的开放性也不好 ； 传 耗 ， 因此 Ａ Ｍ 比同类处理器具备更优 良的性能。 供 了 Ｒ 方便的 Ｕ Ｂ 口， Ｓ接 包括两个 Ｕ Ｂ控制器， Ｓ 可 输距离也明显受限；Ｃ机也需专人管理，在环境 目 ， Ｒ Ｐ 前 Ａ Ｍ处理器已经广泛应用在无线设备 、 蓝 设置 ２ 个主Ｖ －者—个主机和—个设备。Ｕ Ｂ控 Ｉ ￣ ２ Ｓ 或空间不适宜的监控点 ， 这种方式也不理想。 另一 牙技术、 网络互联、 消费电子和汽车电子等领域 ， 制器用 Ｄ Ａ接口提供一个商 胜能完备的速率功 Ｍ 类是以基于 Ｗｅ ｂ的嵌入式技术为核心 ， 已逐渐成 Ａ Ｍ 处理器 已成为商 ｌ能嵌入式系统处理器的 能控制解决方案 ，Ｓ Ｒ 生 Ｕ Ｂ控制器允许使用 Ｄ Ａ的批 Ｍ 为一种发展趋势。这类监控系统是将摄像头传感 首选 。￥ Ｃ ４ ０是 三星公 司 推出 的一 款基 于 量传输、 ３２１ 中断传输和控制传输三种方式。 Ｓ 分 Ｕ Ｂ的 ＲＭ９０ 的 ３ 位 ＲＳ 嵌 入 式 处 理 器 。 时处理机制真正在硬件意义上实现了外设的即插 ２Ｔ ２ ＩＣ 器传送来的视频信息由嵌入式处理器处理后 ， 通 Ａ 过内部总线传送到内置的 Ｗｅ ｂ服务器 ， 网络用户 ￥ Ｃ ４０具有丰富的寄存器 ， ３ ２１ 其大多数操作和设 即用。 ． Ｊ Ａ ４ Ｔ Ｇ电路。Ｊ Ａ ５ Ｔ Ｇ是检测 Ｐ Ｂ和 Ｉ Ｃ Ｃ芯 可以直接用浏览器观看 ｗｅ 服务器上的图像信 置都是在寄存器中完成。 ｂ 片的一个标准， 通过这个标准 ， 可对具有 ＪＡ Ｔ Ｇ接 息， 授权用户还可以控制摄像头的图像获取参数。 ￥ Ｃ ４ ０内部结构较复杂 ， ３２ １ 提供可扩展的功 口的芯片 的硬件 电路进行边界扫描和故障检测。 目 ， 前 性能较好的嵌入式处理器可以做到 同时具 能漠块较多 ，片上集成的功能主要包括以下几个 ４ ． 口 ６串 电路。 口 串 在系统开发中 起着十分重要的 备视频编码 、 网络通信 、 自动控制等强大功能， 直 方面 ： 作用 ， 一般的调试和下载都是通过 串口 进行的。 同 接支持 网络视频传输和网络管理 ， 使得监控范围 具有 １ Ｋ ６ Ｂ指 令 缓存 ／ Ｋ １ Ｂ数据 缓 存 和 时串口 ６ 是一个很通用 的接口 设备 ， 通过串口可以 达到前 所未有的广度。由于这类系统可以直接联 Ｍ Ｕ的微处理器 ； Ｍ 外部存储控制器 Ｓ Ｒ Ｍ控制 和很多其它设备进行扩充。 Ｄ Ａ 几乎所有的微控制器、 入 以 网， 太 随着网络的普及， 监控距离已基本不受 和片选逻辑 ；Ｃ 控制器 ； ＬＤ 具有外部请求 引脚的 ４ 都提供串 行接 口。 ５结 论 限制； 用户无需使用专用软件 ， 仅用浏览器即可查 通道 Ｄ ＭＡ； ３通道 ＵＡ Ｔ和 ２ Ｒ 通道 Ｓ Ｉ总线控制 Ｐ； Ｓ Ｄ主机接 口 和兼容的多媒体卡协议； 个 Ｕ Ｂ ２ Ｓ 随着计算机技术 、 多媒体技术及网络技术的 看； 信号不易受干扰， 可大幅度提高图像品质和稳 器； 定 眭；数字化的视频数据可存储在磁盘阵列或保 主机 ， 个 Ｕ Ｂ设备 ； １ Ｓ ４通道 Ｐ ｗＭ计时器 ， 通道 迅猛发展 ， １ 基于嵌 ＾ 式处理器的视频监控系统必 存在光盘中， 存储量大且查询便捷 。当然 ， 系统也 内部计时器；看门狗电路 ；１ 个通用入 口， 通 然走向数字化、 １７ ２ ４ 网络化。本文对基于 Ａ Ｍ的嵌入 Ｒ 存在图像质量 、 安全等问题 。 监控系统具有如下性 道外部 中断源 ； 电源控制 ： 常规、 缓慢、 空闲和断电 式视频监控系统在硬件方面进行设计 ，系统采用 模式； 通道 １ 位 Ａ Ｃ和触摸屏接口；具有 日历 三星公司的 ￥ Ｃ ４ ０ ８ Ｏ Ｄ 能要求 ： ３ ２ １ 作为嵌入式处理器 ， 配合外 １ 实时性。作为监控系统， ． １ 及时的从各个监 功能的实时时钟 Ｒ Ｃ；具有锁相环 的片上时钟发 围硬件电路构成嵌人式 电路 。采用模块化设计方 Ｔ 测点获取监测数据 ， 并进行分析处理是十分必要 生器 。 案， 将硬件划分为四大模块 ： 主控器模块 、 存储器 的。１ 可靠 ｌ。 ． ２ 生 监控系统是—个实时的行业应用 ４系统硬件设计 模块、 电源电路模块和外围接 口电路模块 ， 并对各 系统 ， 要求系统能够长时间可靠稳定的工作 。 这就 系统总体硬件设计划分为 四大模块 ： 主控器 个模块进行了详细的介绍。 存储器模块、电源模块和外围接 口电路模 参 考文 献 要求整个系统的软硬件稳定运行。１ ３实用 。 监 模块、 控系统作为—个实用项 目，不仅要从技术ｌ能角 块 。 生 『 忠梅 马广云等． １ 怕 嵌入式处理器结构与应用基础 度考虑， 也要从实用角度考虑。 —方面要求建设资 Ｉ ． 北京航空航天大学出版社２ ｏ． Ｍ］ 北京： ｏ２ 金投入少 、 运营成本低 ； 另一方面要求整个系统操 团吴明晖， 黄健等． Ａ Ｍ的嵌入式 系 徐睿， 基于 Ｒ 统开 发 与应 用 ． 人 民邮 电 ￣ 北京 ２ ０． ０４ 作简单、 维护方便 ， 利于用户使用 。 １ ４可扩展陛。 可 扩展性也是对监控系统的—个重要性能要求。系 ［６ 鹏． 式网络化积频监控『 撕 江大学， ０ ． ３ ５ 嵌入 ］－ Ｄ１ ２ ４ ０ 统的软件结 构要采用分布式的设计方案，强化各 『胡继阳， ４ ］ 李维仁， 柯力群等． 嵌入式系统导论［】 Ｍ． 北 个模块之间的接 口 关系， 便于系统的灵活扩展。 京：中 国铁 道 出版社 ２ ０ ． ０５ ２嵌入式系统 圈窦振中， 李凯． 宋鹏， 嵌入式系统设计的新 发展及 系统硬件 结 构 图 其挑战叨 北京： ． 单片机与嵌入式 系 ２ ０ ，１）— 统， ０ １ （ ． ２ ３ 嵌入式系统是将计算机技术与各行各业 的 具体应用相结合的面向用户和产品的专用计算机 ４１ ．电源电路。 目标板 Ｅ 有很多的硬件资源， ９ ． 系统。 ＾ 嵌 式系统具有功
(完整版)基于ARM的视频监控系统的设计与实现1_图文.
-42-20078产品设计与实现一、前言二、数字视频监控系统的组成三、视频服务器的硬件实现监控系统作为现代企业不可缺少的重要组成部分,已广泛应用于交通、医院、银行、家居、视频会议和视频点播、证券、远程教育等诸多领域,可以有效地避免安全隐患的发生,保障员工人身安全和企业资产不受损失,实现无人值守。
早期的模拟监控系统不能联网,只能与监控中心进行点对点通信,随着图像与视频处理技术、网络技术和自动控制技术的发展,视频监控系统已过渡到数字化的网络监控。
它以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心,采用先进的数字图像压缩编/解码技术和传输技术,将智能图像处理与识别技术用于图像显示、调整、跟踪,根据现场环境智能调节摄像机的位置及清晰度,对物体进行跟踪识别,对图像进行分析和处理。
数字视频监控系统主要由监控中心、通信链路和多个监控站点组成。
通讯链路在企业内部使用企业已经铺设好的局域网线路,将其连人企业内部网,然后可以将其接人Internet,以便将信号传输给远端分控计算机或授权用户。
传输的数据包括视频、报警等录像数据和控制信号。
监控中心具有电视墙、磁盘阵列、服务器、交换机和路由器等网络设备,还可以通过多级级联构成多级监控系统。
监控站点主要由视频服务器和摄像机组成,整个系统组网灵活;可以突破地域限制,进行大规模、远距离的实时图像监控和报警处理。
如图1所示。
监控系统的软件包括客户端、服务器端软件两部分以及相互之间的通信。
在实际工作中,根据实际情况,在需要的地方安装相应的前端监控设备(彩色或黑白摄像机、固定或活动云台、定焦或变焦和相应的软件系统。
图I中的每个监控站点主要由摄像头、云台控制器、网络视频服务器组成,可配置可变镜头、麦克风、扬声器等外设,如图2所示。
其中网络视频服务器以嵌人式微处理器为核心,由视频采集编码模块、网络功能模块、实时时钟模块、摄像头云台控制模块等组成。
嵌人式微处理器是硬件部分的核心 , 采用 SAMSUNG的微处理器S3C4510B。
基于Linux的ARM芯片嵌入式视频监控终端设计
・
３ ・ ０ １２ ３・ＷＷＷ ． ｆｓ ｉｇ ｏｇ ０ ２ １ ．－ ｉ ｏ ｔ ． ｒ ｎ ｎ
１ 系统 主 要 参 数 ．
１ ＳＣ ４ ０处理器基本功能 ．１ ３ ２４
￥ Ｃ ４ ０是韩 国三 星公 司 的 一款 基 于 Ａ ３ ２４ ＲＭ９ ０ 内核 的 ２Ｔ １／ ２ ＲＩＣ嵌 入 式微 处 理 器 ， 准 工作 频 率 ：０ＭＨｚ 主 ６３ 位 Ｓ 标 ４０ ， 要 面 向手持 设 备 以及高性 价 比 ， 功耗 的应 用 。 低 该处 理器 具有 ： １ Ｌ Ｄ 控 制器 、 Ｄ ＡＭ 控 制器 、 个通 道 的 ＵＡＲ ４个 个 Ｃ ＳＲ ３ Ｔ、 具有 Ｐ ＷＭ 功 能的计 时器 和一 个 内部 时钟 、 摸屏 接 １、 像 触 ３摄
头接 口。
２ ．加 载 Ｕ Ｂ摄 像 头驱 动 Ｓ
在 Ｌｎ ｘ下 ， 有 外设 都 被看 成 是一 种 特殊 的 文件 ， 为 ｉｕ 所 称 设备 文件 。系统 调用 是 内核和 应用程 序 之 间的接 口， 而设备 驱 动 程序 则 是 内核 和 外设 之 间 的接 口。其 中设 备 驱动 程序 完 成 了设 备 的初 始化 和释 放 、 设备 文件 的各 种操 作 和 Байду номын сангаас断处理 等 对
［ ｅ ｗｏｄ ］ｅ ｅｄ ｙｔｍ； ｅｄｉ ｒｉｅ ｏｅｔ ｎ Ｋ ｙ ｒｓ ｍｂｄ ｅ ｓｓ ｔ ｒ ｅ；ｄ ｏｃｌｃｏ ｄ ｅ ｈ ｖ ｖ ｌ ｉ
’
０ ．引 言
视 频监 控 是安 全防 范系统 的重 要组 成 部分 ， 是一种 防 范 它 能 力较强 的综合 系统 。视频监 控 以其 直观 、 准确 、 及时和 信息 内 容 丰 富而广 泛 应用于 许 多场合 。随着 现代 计算 机技 术 、 多媒 体 技术、 网络 技术 和数 字 图像 压 缩技 术 的迅猛 发展 而诞 生 的基于 嵌 入式监 控系统 是高 智能视频 监控系 统的一 个重要 发展 方 向。 视 频 是基 于 嵌入 式 视 频监 控 终端 的一个 不 可 缺少 的重要 环 节 。 为 实 现 此 功 能 ， 三 星 公 司一 款 基 于 Ａ 以 ＲＭ９０ 内 核 ２Ｔ 的低功 耗 高性 能 的 ３ 位 处理 芯 片 ￥ Ｃ ４ ０ 为 中央 处 理器 ， ２ ３ ２４ 作 采 用视 频芯 片 为 Ｏ Ｉ 的 网眼 Ｐ ３０ 像头 作 为设计 终端 。 Ｖ５ １ Ｃ５摄
３ ・ ０ １２ ３・ＷＷＷ ． ｆｓ ｉｇ ｏｇ ０ ２ １ ．－ ｉ ｏ ｔ ． ｒ ｎ ｎ
１ 系统 主 要 参 数 ．
１ ＳＣ ４ ０处理器基本功能 ．１ ３ ２４
￥ Ｃ ４ ０是韩 国三 星公 司 的 一款 基 于 Ａ ３ ２４ ＲＭ９ ０ 内核 的 ２Ｔ １／ ２ ＲＩＣ嵌 入 式微 处 理 器 ， 准 工作 频 率 ：０ＭＨｚ 主 ６３ 位 Ｓ 标 ４０ ， 要 面 向手持 设 备 以及高性 价 比 ， 功耗 的应 用 。 低 该处 理器 具有 ： １ Ｌ Ｄ 控 制器 、 Ｄ ＡＭ 控 制器 、 个通 道 的 ＵＡＲ ４个 个 Ｃ ＳＲ ３ Ｔ、 具有 Ｐ ＷＭ 功 能的计 时器 和一 个 内部 时钟 、 摸屏 接 １、 像 触 ３摄
头接 口。
２ ．加 载 Ｕ Ｂ摄 像 头驱 动 Ｓ
在 Ｌｎ ｘ下 ， 有 外设 都 被看 成 是一 种 特殊 的 文件 ， 为 ｉｕ 所 称 设备 文件 。系统 调用 是 内核和 应用程 序 之 间的接 口， 而设备 驱 动 程序 则 是 内核 和 外设 之 间 的接 口。其 中设 备 驱动 程序 完 成 了设 备 的初 始化 和释 放 、 设备 文件 的各 种操 作 和 Байду номын сангаас断处理 等 对
［ ｅ ｗｏｄ ］ｅ ｅｄ ｙｔｍ； ｅｄｉ ｒｉｅ ｏｅｔ ｎ Ｋ ｙ ｒｓ ｍｂｄ ｅ ｓｓ ｔ ｒ ｅ；ｄ ｏｃｌｃｏ ｄ ｅ ｈ ｖ ｖ ｌ ｉ
’
０ ．引 言
视 频监 控 是安 全防 范系统 的重 要组 成 部分 ， 是一种 防 范 它 能 力较强 的综合 系统 。视频监 控 以其 直观 、 准确 、 及时和 信息 内 容 丰 富而广 泛 应用于 许 多场合 。随着 现代 计算 机技 术 、 多媒 体 技术、 网络 技术 和数 字 图像 压 缩技 术 的迅猛 发展 而诞 生 的基于 嵌 入式监 控系统 是高 智能视频 监控系 统的一 个重要 发展 方 向。 视 频 是基 于 嵌入 式 视 频监 控 终端 的一个 不 可 缺少 的重要 环 节 。 为 实 现 此 功 能 ， 三 星 公 司一 款 基 于 Ａ 以 ＲＭ９０ 内 核 ２Ｔ 的低功 耗 高性 能 的 ３ 位 处理 芯 片 ￥ Ｃ ４ ０ 为 中央 处 理器 ， ２ ３ ２４ 作 采 用视 频芯 片 为 Ｏ Ｉ 的 网眼 Ｐ ３０ 像头 作 为设计 终端 。 Ｖ５ １ Ｃ５摄
基于ARM的嵌入式无线视频监控系统
服 务 器 。于 Ｓ Ｃ ４ Ｏ ３ ２ １
体的嵌入式网络视频监控系统 。
处 理 器 、 ２ ４压 缩 、 ｂ服 务 器 和 Ｌｎ ｘ操 作 系 统 的 嵌 Ｈ．６ Ｗｅ ｉｕ 入 式 系 统 ， 的 主 要 功 能 是 对 摄 像 头 采 集 到 的 图像 进 行 它 Ｈ．６ ２ ４压 缩 编 码 ，并 对 编 码 后 的 图 像 通 过 ３ Ｇ无 线 网 络 进 行 传 输 。 客 户 端 主 要 完 成 图 像 的 接 收 和 解 压 缩 ， 户 用 可 以 通 过 Ｗｅ ｂ浏 览 器 访 问 嵌 入 式 视 频 服 务 器 来 观 看 摄 像 头 采 集 到 的 图 像 ， 而 实 现 远 程 视 频 监 控 。嵌 入 式 远 从
ｆ ｃ ｓ ｓ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔ ｎ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏｔ ｒ ．Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｙ ｔｍ ａ ｃ ｉｖ ５ ｆ ｍｅ ／ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎａ ｉ ｆ ｓ ｓｅ ｓ ｆ ｏ ｗａ ｅ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ａ ｈｅ ｅ ２ ｒ ｉ ｓ ａ ｓｓ
ＣＦ ｉａｅ（２ ｘ ４ ） ｏ ａｈ ｖ ｍ ｏｈ ｔ ｎｍｓｉ ｆｖ ｅ ． Ｉ ｍ ｇｓ３０ ２ ０，ｔ ｃｉ ｅ ｓ ｏｔ ｒ ｓ ｉ ｏ ｏ ｉ ｏ ｅ ａ ｓｎ ｄ
Ｋｅ ｒ ｓ：ＡＲＭ９； ｉｅｅ ｓ ｖｄ ｏ ｓ ｒ ｅｌ ｎ ｅ； ２ ４； Ｇ ｙ ｗｏ ｄ ｗ ｒｌ ｓ ｉ ｅ ｕ ｖ ｉ ａ ｃ Ｈ． ６ ３ ｌ
国 内 外 市 场 上 主要 推 出 的 是 数 字 控 制 的 模 拟 视 频 监
控 和 数 字 视 频 监 控 两类 产 品…。前 者 的技 术 发 展 已经 非 常 成 熟 ， 品性 能 稳 定 ， 实 际工 程 中得 到 了 广 泛 应 用 。 产 在
体的嵌入式网络视频监控系统 。
处 理 器 、 ２ ４压 缩 、 ｂ服 务 器 和 Ｌｎ ｘ操 作 系 统 的 嵌 Ｈ．６ Ｗｅ ｉｕ 入 式 系 统 ， 的 主 要 功 能 是 对 摄 像 头 采 集 到 的 图像 进 行 它 Ｈ．６ ２ ４压 缩 编 码 ，并 对 编 码 后 的 图 像 通 过 ３ Ｇ无 线 网 络 进 行 传 输 。 客 户 端 主 要 完 成 图 像 的 接 收 和 解 压 缩 ， 户 用 可 以 通 过 Ｗｅ ｂ浏 览 器 访 问 嵌 入 式 视 频 服 务 器 来 观 看 摄 像 头 采 集 到 的 图 像 ， 而 实 现 远 程 视 频 监 控 。嵌 入 式 远 从
ｆ ｃ ｓ ｓ ｏ ｈ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｔ ｎ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏｔ ｒ ．Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｙ ｔｍ ａ ｃ ｉｖ ５ ｆ ｍｅ ／ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎａ ｉ ｆ ｓ ｓｅ ｓ ｆ ｏ ｗａ ｅ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ａ ｈｅ ｅ ２ ｒ ｉ ｓ ａ ｓｓ
ＣＦ ｉａｅ（２ ｘ ４ ） ｏ ａｈ ｖ ｍ ｏｈ ｔ ｎｍｓｉ ｆｖ ｅ ． Ｉ ｍ ｇｓ３０ ２ ０，ｔ ｃｉ ｅ ｓ ｏｔ ｒ ｓ ｉ ｏ ｏ ｉ ｏ ｅ ａ ｓｎ ｄ
Ｋｅ ｒ ｓ：ＡＲＭ９； ｉｅｅ ｓ ｖｄ ｏ ｓ ｒ ｅｌ ｎ ｅ； ２ ４； Ｇ ｙ ｗｏ ｄ ｗ ｒｌ ｓ ｉ ｅ ｕ ｖ ｉ ａ ｃ Ｈ． ６ ３ ｌ
国 内 外 市 场 上 主要 推 出 的 是 数 字 控 制 的 模 拟 视 频 监
控 和 数 字 视 频 监 控 两类 产 品…。前 者 的技 术 发 展 已经 非 常 成 熟 ， 品性 能 稳 定 ， 实 际工 程 中得 到 了 广 泛 应 用 。 产 在
嵌入式系统课程设计：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计
嵌入式系统课程设计（报告）题目：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计院系：专业：班级：姓名：学号：指导教师：二〇年月嵌入式系统课程设计（报告）摘要当今世界科学技术飞速发展，越来越多的技术面世，给我们的生产生活带来了巨大的便利，监控摄像头随处可见，成为生活中不可缺少的工具之一。
为了更好地运用高科技带来的便利以及发展最新科技，了解学习是首要任务。
本课题设计选题就是基于当下流行的视频监控技术来完成的，选用的服务器是较为简单的boa服务器辅以基于ARM11架构的S3C6410开发平台，其搭载的操作系统为Linux系统，能够实现我们想要的数据采集与传输的功能。
基于Linux操作使用USB摄像头作为采集终端进行数据的收集，应用程序通过操作设备文件实现对内核驱动的控制，使用C语言编写基于B/S模式下的服务器应用程序，在传输阶段用到了TCP/IP通信协议，最终能够实现对视频数据的一系列操作，从采集、压缩、传递、解压到最后的网页播放等。
基本实现了实时视频监控的需求。
关键词ARM11 嵌入式视频监控Linux操作系统目录第1章绪论 (1)1.1 目的与意义 (1)1.2 发展与趋势 (1)1.3 设计任务 (2)第2章硬件设计 (3)2.1 视屏监控系统的结构设计 (3)2.2 ARM处理器简介 (3)2.3 S3C6410体系结构 (4)2.4定制嵌入式Linux内核 (5)2.5 嵌入式文件系统 (6)第3章软件设计 (9)3.1 Linux操作系统简介 (9)3.2 交叉编译环境的建立 (9)3.3 嵌入式Linux移植 (10)第4章视频采集 (11)4.1 V4L2简介 (11)4.2 采集数据的操作 (11)4.3数据采集函数及解析 (12)第5章视频处理 (14)5.1 格式比较 (14)5.2 JPEG压缩 (14)5.2.1JPEG简介 (14)5.2.2JPEG库简介 (15)第6章系统测试 (17)6.1测试方法 (17)6.2测试结果 (17)结论 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1 目的与意义网络视频监控系统由基于ARM11架构体系嵌入式开发平台和网络客户端组成，实现通过摄像头对图像进行高帧率采集形成的视频数据获取功能，通过硬件开发平台接入以太网网络把视频数据展现到网页上。
基于嵌入式ARM下的视频监控系统的实现
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ａ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ｆ ｕ ｒ ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｎ ａ —
ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｌ ＡＮ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｍｂｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ
平台配置 了 １ ６ ＭＢ 的 １ ６位 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 、 ６ ４ ＭＢ 的 ３ ２ 位
Ｓ Ｄ Ｒ Ａ Ｍ， 一 个 串行 接 口和 一 个 ＨＯ Ｓ Ｔ Ｕ Ｓ Ｂ接 口。 因 为
Ｕ Ｓ Ｂ接 口的摄像 头成 本 较低 ， 标 准接 口安装 灵 活方 便 ， 应 用广 泛 ， 所 以系统 采用 Ｕ Ｓ Ｂ摄 像 头 作 为视 频 源 。 由
ａ 叶弑 ２ ０ １ ３ 年 第 ２ ６ 卷 第５ 期
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ． ＆ Ｔｅ ｃ ｈ． ／Ｍ ａ ｙ ． １ ５． ２０１ ３
基 于嵌 入 式 ＡＲ Ｍ 下 的视 频 监 控 系统 的 实现
张 凯，李 临生
（ 太原科技大学 电子信息 工程 学院 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
ｄ ａ ｔ ａ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＵＤＰ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｉｎ ｆ ｌｌ ａ ｙ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｓ ＤＬ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ； Ｖ４ Ｌ２； ＵＤＰ； Ｓ ＤＬ
ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｌ ＡＮ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｍｂｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ
平台配置 了 １ ６ ＭＢ 的 １ ６位 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ 、 ６ ４ ＭＢ 的 ３ ２ 位
Ｓ Ｄ Ｒ Ａ Ｍ， 一 个 串行 接 口和 一 个 ＨＯ Ｓ Ｔ Ｕ Ｓ Ｂ接 口。 因 为
Ｕ Ｓ Ｂ接 口的摄像 头成 本 较低 ， 标 准接 口安装 灵 活方 便 ， 应 用广 泛 ， 所 以系统 采用 Ｕ Ｓ Ｂ摄 像 头 作 为视 频 源 。 由
ａ 叶弑 ２ ０ １ ３ 年 第 ２ ６ 卷 第５ 期
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ． ＆ Ｔｅ ｃ ｈ． ／Ｍ ａ ｙ ． １ ５． ２０１ ３
基 于嵌 入 式 ＡＲ Ｍ 下 的视 频 监 控 系统 的 实现
张 凯，李 临生
（ 太原科技大学 电子信息 工程 学院 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
ｄ ａ ｔ ａ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＵＤＰ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｉｎ ｆ ｌｌ ａ ｙ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｓ ＤＬ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ； Ｖ４ Ｌ２； ＵＤＰ； Ｓ ＤＬ
基于ARM的嵌入式远程智能视频监控系统的设计
关键词 ：远程智能视频监控 嵌入式 Ｉｔｒｅ Ｐ Ｓ ｎｅ ｔ ｎ Ｇ Ｒ ［ 中图分类号 ］Ｔ ｇ ；Ｐ７ ［ Ｎ ｌ Ｔ ２ ４ 文献标志码 ］Ａ ［ 文章编号］ １０ ３ ８ （０ １ ０ ０ ５ ０ ０ ０— ８６ ２ １ ）５— ０ ２— ２
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｂ ｄ ｅ ｍｏ ｅ Ｉｔ ｌ ｅ ｔＶｉｅ ｒ ｅ ｌ ｎ ｅ Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｓｇ ｆＥｍ ｅ ｄ ｄ Ｒｅ ｔ ｎ ｅ ｌ ｎ ｄ ｏ Ｓｕ ｖ ｉ ｃ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ Ｏ ｉ ｇ ｌ ａ
《 气自 化 ２ｌ年 ３ 电 动 》 １ 第３卷第５ ０ 期
嵌入 式 系统
Ｅｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ｅ ｄ ｄ Ｓ ｓｅ
基 于 ＡＲ 的嵌 入 式远 程 智 能视 频 监 控 系统 的设 计 Ｍ
刘 萌 郑煊 李 国。
（ ．齐鲁师范学院物理 系 ， １ 山东 济南 摘
２ ００ ２ ５ ２０； ．山东凯文科技职业学 院信息学 院。 山东 济南 ２００ ） ５２ ０
￥ Ｃ ４Ｏ ３ ２ ｌ
监控室监控各路摄像机 ， 或者 是摄像 机连续 不断地 工作 ， 将拍 摄
微处理器
到的图像视频信号存储起 来供 以后分 析使用 。这样就 出现 以下
问题 ： 人作为监控者 ， 人眼对视频 的监控精度是有 限的 ， 而且 人对 单调的物体无法长时 间的集 中注意力 ； 视频冗 余信 息量 大 ， 浪费
２０ ０ ５ ２０；
３ ．齐鲁师 范学院计算机系 ， 山东 济南
要 ：提出了一种基 于 Ａ Ｍ系列微 处理器 ￥Ｃ ４０的远程智能视频 监控系统 。介绍 了系统 的软、 Ｒ ３ ２１ 硬件 构成 及流程设 计。系统通过
因特网和彩信 两种方式实现远程智能监控 ， 针对采集到的图像智能地分 析视频 内容 ， 并根 据分析 的结 果 自动报 警。系统能有 效降低所 存储 的视频信息 的冗余性 、 减轻监控人员的工作负荷 ， 监控效果 良好。
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｂ ｄ ｅ ｍｏ ｅ Ｉｔ ｌ ｅ ｔＶｉｅ ｒ ｅ ｌ ｎ ｅ Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｓｇ ｆＥｍ ｅ ｄ ｄ Ｒｅ ｔ ｎ ｅ ｌ ｎ ｄ ｏ Ｓｕ ｖ ｉ ｃ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ Ｏ ｉ ｇ ｌ ａ
《 气自 化 ２ｌ年 ３ 电 动 》 １ 第３卷第５ ０ 期
嵌入 式 系统
Ｅｍｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍｓ ｅ ｄ ｄ Ｓ ｓｅ
基 于 ＡＲ 的嵌 入 式远 程 智 能视 频 监 控 系统 的设 计 Ｍ
刘 萌 郑煊 李 国。
（ ．齐鲁师范学院物理 系 ， １ 山东 济南 摘
２ ００ ２ ５ ２０； ．山东凯文科技职业学 院信息学 院。 山东 济南 ２００ ） ５２ ０
￥ Ｃ ４Ｏ ３ ２ ｌ
监控室监控各路摄像机 ， 或者 是摄像 机连续 不断地 工作 ， 将拍 摄
微处理器
到的图像视频信号存储起 来供 以后分 析使用 。这样就 出现 以下
问题 ： 人作为监控者 ， 人眼对视频 的监控精度是有 限的 ， 而且 人对 单调的物体无法长时 间的集 中注意力 ； 视频冗 余信 息量 大 ， 浪费
２０ ０ ５ ２０；
３ ．齐鲁师 范学院计算机系 ， 山东 济南
要 ：提出了一种基 于 Ａ Ｍ系列微 处理器 ￥Ｃ ４０的远程智能视频 监控系统 。介绍 了系统 的软、 Ｒ ３ ２１ 硬件 构成 及流程设 计。系统通过
因特网和彩信 两种方式实现远程智能监控 ， 针对采集到的图像智能地分 析视频 内容 ， 并根 据分析 的结 果 自动报 警。系统能有 效降低所 存储 的视频信息 的冗余性 、 减轻监控人员的工作负荷 ， 监控效果 良好。
基于ARM嵌入式的视频监控系统的设计
像 压缩 及结 合 网 络进 行视 频 图像 传 输 ， 远 程 监控 成 为 可能 。 使
２ 系统 硬 件
Ｃ Ｕ 处 理 器 使 用 Ｓ ｍ ｕｇ￥ Ｃ ４ ０ Ｐ ａ ｓｎ ３ ２４ Ａ， 主频 ４ ０ＭＨ ， ０ ｚ 最 高 ５ ３ＭＨ ；４Ｍ Ｄ ＡＭ、 ２ｂｔ 据 总 线 、Ｄ Ａ 时 钟 频 ３ ｚ６ Ｓ Ｒ ３ ｉ 数 ＳＲ Ｍ
（ 江 师 范 学 院 信 息 科 学 与技 术 学 院 ， 东 湛 江 ５ ４ ４ ） 湛 广 ２ ０ ８ 摘 要 ： 出一种 基 于 Ａ Ｍ 嵌 入 式 开发 平 台视 频 监 控 的 实 现 方 案 。 通 过 Ｖ Ｌ 提 Ｒ ４ ２在 Ｌ ｎ ｘ下构 建 视 频 图像 采 集 和 显 示 ， ｉｕ
第 １ ９卷 第 １ ７期
Ｖｏ ．９ １１
Ｎｏ．７ １
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎｇｎｅ ｒｎｇ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｉ ｅｉ
２ １ 年 ９月 ０１
Ｓ ｐ．２ １ ｅ ０１
基 于 Ａ Ｍ 嵌入 式的视 频 监控 系统 的设 计 Ｒ
龙 世 瑜 ，魏 武 ，卢 碧 燕
然 后 使 用 ｓｒｆｘ和 ｓ ｃ ｖｅ ｅ ｖｏ ｐ ａ ｉｗ构 建 视 频 服 务 器 ， 系统 可在 Ｌ ｎ ｘ和 Ｗｉｄ ｗｓ操 作 系 统 下 通过 窗 口或 者 网 页进 行 视 频监 ｉｕ ｎｏ
控 和 图像 抓 拍 。测 试 表 明 系统 的 监 控 图像 清晰 ， 具 有 体 积 小 、 本 低 、 靠 性 强 等 优 点 。 并 成 可
ＬＯＮＧ ｉｙ ．Ｗ ＥＩＷ ｕ。ＬＵ —ａ Ｓｈ —ｕ Ｂｉｙ ｎ
（ ｆｒａｉ ｇ ｃｏ ｌ ｎ ｏ ｅ ｏ
２ 系统 硬 件
Ｃ Ｕ 处 理 器 使 用 Ｓ ｍ ｕｇ￥ Ｃ ４ ０ Ｐ ａ ｓｎ ３ ２４ Ａ， 主频 ４ ０ＭＨ ， ０ ｚ 最 高 ５ ３ＭＨ ；４Ｍ Ｄ ＡＭ、 ２ｂｔ 据 总 线 、Ｄ Ａ 时 钟 频 ３ ｚ６ Ｓ Ｒ ３ ｉ 数 ＳＲ Ｍ
（ 江 师 范 学 院 信 息 科 学 与技 术 学 院 ， 东 湛 江 ５ ４ ４ ） 湛 广 ２ ０ ８ 摘 要 ： 出一种 基 于 Ａ Ｍ 嵌 入 式 开发 平 台视 频 监 控 的 实 现 方 案 。 通 过 Ｖ Ｌ 提 Ｒ ４ ２在 Ｌ ｎ ｘ下构 建 视 频 图像 采 集 和 显 示 ， ｉｕ
第 １ ９卷 第 １ ７期
Ｖｏ ．９ １１
Ｎｏ．７ １
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎｇｎｅ ｒｎｇ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｉ ｅｉ
２ １ 年 ９月 ０１
Ｓ ｐ．２ １ ｅ ０１
基 于 Ａ Ｍ 嵌入 式的视 频 监控 系统 的设 计 Ｒ
龙 世 瑜 ，魏 武 ，卢 碧 燕
然 后 使 用 ｓｒｆｘ和 ｓ ｃ ｖｅ ｅ ｖｏ ｐ ａ ｉｗ构 建 视 频 服 务 器 ， 系统 可在 Ｌ ｎ ｘ和 Ｗｉｄ ｗｓ操 作 系 统 下 通过 窗 口或 者 网 页进 行 视 频监 ｉｕ ｎｏ
控 和 图像 抓 拍 。测 试 表 明 系统 的 监 控 图像 清晰 ， 具 有 体 积 小 、 本 低 、 靠 性 强 等 优 点 。 并 成 可
ＬＯＮＧ ｉｙ ．Ｗ ＥＩＷ ｕ。ＬＵ —ａ Ｓｈ —ｕ Ｂｉｙ ｎ
（ ｆｒａｉ ｇ ｃｏ ｌ ｎ ｏ ｅ ｏ
基于ARM的图像监控系统的开发
心， 在未来 几 年 内必将 获得长 足 的发展 。
主控 制 器 模 块 由 Ａ Ｍ 微 处 理 器 芯 片 和 Ｓ Ｒ Ｍ、 Ｒ Ｄ Ａ Ｆ Ａ Ｈ 以 及 硬 件 接 口 组 成 ， 里 的 接 口 除 了 与 ＬＳ 这
Ｓ Ｒ Ｍ 和 Ｆ Ａ Ｈ 的接 口外 还 有 与 Ｕ Ｂ摄 像 头 、 ＤＡ ＬＳ Ｓ 外
图像捕 获 压 缩 模 块 和 远 程 监 控 模 块 三 部 分 组 成 。
２ １ 年 ２月 ２ ０１ ２日收 到
Ｉ ６Ｒ￣ ＰＳ
Ｉ
远监模 程控曲
第一作者简介 ： 王秀芳 （９ ２ ） 河北人 ， １６ 一 ， 教授 ， 士 ， 博 研究 方 向： 无 线通信与信息管理 。
图 ２ 图像监控系统 的系统结构
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｎ． ０ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ １ ．
基 于 Ａ Ｍ 的 图 像 监 控 系 统 的开 发 Ｒ
王 秀芳 张 昆 桑圣洁
（ ｇ 油大学 大庆 １３ １ ； 东￣－ ｉ ５ ， ６ ３ ８ 大庆油 田通信公 司信息技术北京分公 司 ， 北京 １０ １ ） ００ １
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
２ 主控制器软件设 计
２ １ 嵌 入 式操 作 系统和 驱动 程序 ．
系统采 用嵌 入式 实 时 操作 系统 Ｌｎｘ作 为底 层 ｉｕ
平 台进 行应 用 软 件 的开 发 。Ｌｎ ｘ操 作 系 统 是 一个 ｉｕ
完 全 符 合 Ｇ Ｕ Ｇ Ｌ公 约 的 操 作 系 统 ， 全 开 放 代 Ｎ／Ｐ 完 码 ， 且具 有 Ｕ Ｉ 的全 部 特性 。它 是 一 个 成 熟 而 并 ＮＸ
中图法分类号
主控 制 器 模 块 由 Ａ Ｍ 微 处 理 器 芯 片 和 Ｓ Ｒ Ｍ、 Ｒ Ｄ Ａ Ｆ Ａ Ｈ 以 及 硬 件 接 口 组 成 ， 里 的 接 口 除 了 与 ＬＳ 这
Ｓ Ｒ Ｍ 和 Ｆ Ａ Ｈ 的接 口外 还 有 与 Ｕ Ｂ摄 像 头 、 ＤＡ ＬＳ Ｓ 外
图像捕 获 压 缩 模 块 和 远 程 监 控 模 块 三 部 分 组 成 。
２ １ 年 ２月 ２ ０１ ２日收 到
Ｉ ６Ｒ￣ ＰＳ
Ｉ
远监模 程控曲
第一作者简介 ： 王秀芳 （９ ２ ） 河北人 ， １６ 一 ， 教授 ， 士 ， 博 研究 方 向： 无 线通信与信息管理 。
图 ２ 图像监控系统 的系统结构
⑥
２ １ ＳｉＴ ｃ． ｎｎ． ０ ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ １ ．
基 于 Ａ Ｍ 的 图 像 监 控 系 统 的开 发 Ｒ
王 秀芳 张 昆 桑圣洁
（ ｇ 油大学 大庆 １３ １ ； 东￣－ ｉ ５ ， ６ ３ ８ 大庆油 田通信公 司信息技术北京分公 司 ， 北京 １０ １ ） ００ １
科
学
技
术
与
工
程
１ 卷 １
２ 主控制器软件设 计
２ １ 嵌 入 式操 作 系统和 驱动 程序 ．
系统采 用嵌 入式 实 时 操作 系统 Ｌｎｘ作 为底 层 ｉｕ
平 台进 行应 用 软 件 的开 发 。Ｌｎ ｘ操 作 系 统 是 一个 ｉｕ
完 全 符 合 Ｇ Ｕ Ｇ Ｌ公 约 的 操 作 系 统 ， 全 开 放 代 Ｎ／Ｐ 完 码 ， 且具 有 Ｕ Ｉ 的全 部 特性 。它 是 一 个 成 熟 而 并 ＮＸ
中图法分类号
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
片 内部 集成 了 Ｊ Ｐ Ｅ Ｇ压缩引擎、 Ｃ ＭＯＳ图像 感 光 芯
片 和 ＵＳ Ｂ设 备控 制接 口， 通过 它采集 得 到移 动 的图
器， Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ为 系统 ， 来 实现 移动 图像 的监控 和传 输．
１ 系统 总体 方 案 设 计
整个 系 统 由图 像 采 集 模 块 、 报警模块 、 传 输 模
达到 １ ５帧／ ｓ ， 在 Ｃ Ｉ Ｆ（ Ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ Ｆ ｏ ｒ —
ｍａ ｔ ）（ ３ ５ ２ Ｘ ２ ８ ８ ） 和 Ｓ Ｉ Ｆ（ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ Ｉ ｍａ ｇ ｅ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ）
私人 车库 等领域 ． 目前 ， 在基 于嵌 入 式 移动 图 像监 控
［ 关键词］嵌入式 ； Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ；移动图像监控 ； Ｖ４ Ｌ
［ 中 图 分 类 号 ］Ｔ Ｐ ３ ６ ［ 文 献标 识码 ］ ：Ａ
长期 以来移 动 图像 监控 系统 都是 监控 领域 中的 热点 ． 它 以方便 、 直观 、 信息 内容 丰 富 等优 点 ， 在很 多 行业 有着 广泛应 用． 例 如工 业 控制 、 仓 库 管理 、 银行 、
的研究 中 对 移 动 图 像 进 行 采 集 和 处 理 ， 主 要 采 用 Ｄ Ｓ Ｐ、 ＡＲＭ 及 Ｄ Ｓ Ｐ和 ＡＲ Ｍ 组合． 本 系 统 以 高性 能 低 功耗 的 ＡＲ Ｍ９芯 片 为 处 理
（ ３ ２ ０ ×２ ４ ０ ） 模式下速 率可达到 ３ Ｏ帧／ ｓ ． Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ芯
链 路层 ） 控制 器 ． 它集 成 了 一个 一般 处 理 接 口， 一 个
的￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０ Ｅ 芯 片 ， 系 统时 钟 采用 ４ ０ ０ ＭＨｚ的工 作 主频 ， 最 高可达 ５ ３ ３ ＭＨｚ ． 它集 成有 Ｓ ＤＲ ＡＭ 、 Ｎｏ ｒ － Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ及 Ｎａ ｎ ｄ Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ ， 外 设 有 ＲＳ － ２ ３ ２ 串 口、 Ｕｓ Ｂ Ｈｏ ｓ ｔ 接 口、 Ｉ Ｉ Ｃ接 口、 Ｉ Ｉ Ｓ接 口、 以太 网接 口及 下 载
图像 采 集模 块 使 用 中星微 Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ ＿ ２ 芯 片 的摄
像头 ， Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ芯 片最 高支 持 Ｖ ＧＡ（ ｖｉ ｄ ｅ ｏ Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｓ —
Ａｒ ｒ ａ ｙ ） 分 辨率 （ ６ ４ ０ ×４ ８ ０ ） ． 在 ＶＧＡ 模 式 下 速 率 可
Байду номын сангаас
２ 硬 件 部 分 设 计
本 系 统 的微 处 理 器 选 用三 星 公 司 ＡＲ Ｍ９内核
芯片 ＵＤ Ａ１ ３ ４ １ ［ ３ ］ ， ＵＤ Ａ１ ３ ４ １ 提供 了标 准 的 Ｉ Ｉ Ｓ （ Ｉ ｎ — ｔ ｅ ｒ — Ｉ Ｃ Ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ） 接 口， Ｉ Ｉ Ｓ总 线 是 飞利 浦 公 司 为 数 字 音频设 备 间传 输 音 频 数 据 而 制 定 的一 种 总 线 标 准． ＵＤ Ａ１ ３ ４ １可 直 接 和 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０内置 Ｉ Ｉ Ｓ总线 控 制 器 的引脚 连 接 ， 该 控 制器是 用 来 实现 到 外 部 一个 ８ ／ １ ６ 位 立体 声 Ａｕ ｄ ｉ ｏ Ｃ ｏ ｄ ｅ ｃ Ｉ Ｃ的接 口． 传输模 块采 用 Ｄ Ｍｇ ０ ０ ｏ 网卡 芯 片， ＤＭ９ ０ Ｏ Ｏ 是 一款 完全 集成 的 ， 单 芯 片 快 速 以太 网 ＭＡＣ（ 数 据
［ 摘
要］设计 了一种基于 ＡＲ Ｍ９ 一 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ组成 的移动 图像 监控 系统 ， 以￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０为处 理器 ， 采用 Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ摄像头 为
图像 采 集 设 备 ， ＵＤＡ１ ３ ４ １为音 频 设 备 ， 通过 Ｄ Ｍ９ ０ ０ ０网 卡 芯 片 将 采 集 到 的 图像 传 输 到 Ｐ Ｃ服 务 器 上 ， 最后 Ｐ Ｃ服 务 器 自动 将 图像 发 送 到 指 定 的 邮 箱 ． 综 合 测 试 表 明 嵌 入 式 移 动 图像 监 控 系统 成 本 低 、 功耗小 、 稳 定性和可靠性强．
第２ ８卷 第 ２期
Ｖ０Ｉ ． ２ ８ Ｎｏ ． ２
湖 北 工 业 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
２ Ｏ １ ３年 Ｏ ４月
引导程 序 的 Ｊ Ｔ ＡＧ 接 口等． 可 以满 足 移 动 图像 采 集
和传输 的硬 件需 求．
本 系统 的 主要硬 件结构 如 图 １ 所示 ．
４ Ｋ 双字的 Ｓ Ｒ ＡＭ 和 自适 应 的 ｌ Ｏ ／ ｌ Ｏ Ｏ Ｍ Ｐ ＨＹ（ 物
块、 Ｐ Ｃ服 务器 等 组成 ． 系统 以 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ Ｏ为 中央 控 制 和数 据处 理 中心 ， 完成对 移动 图像 的采集 和传 输 、 系
统 报警． 传输 到 Ｐ Ｃ端 后 ， Ｐ Ｃ 自动将 图 像 压 缩 并 发
到指定 的邮箱 ．
图 １ 系统 硬 件 结构 图
报警 模块使 用 飞利浦 （ Ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ｐ ｓ ） 公 司生产 的语 音
Ａｐｒ ． ２ ０１３
［ 文 章 编 号 ］１ Ｏ ０ ３ —４ ６ ８ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ５ — ０ ３
基 于 ＡＲＭ 嵌 入 式 移 动 图像 监 控 系 统 的设 计
张洪涛 ， 杨名 军 ，葛 林 ， 裴 浩 ，范毅 豪
（ １湖 北 工 业 大 学 电 气与 电子 工 程 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ８ ；２北 京 工 业 大 学 软 件 学 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）
片 和 ＵＳ Ｂ设 备控 制接 口， 通过 它采集 得 到移 动 的图
器， Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ为 系统 ， 来 实现 移动 图像 的监控 和传 输．
１ 系统 总体 方 案 设 计
整个 系 统 由图 像 采 集 模 块 、 报警模块 、 传 输 模
达到 １ ５帧／ ｓ ， 在 Ｃ Ｉ Ｆ（ Ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ Ｆ ｏ ｒ —
ｍａ ｔ ）（ ３ ５ ２ Ｘ ２ ８ ８ ） 和 Ｓ Ｉ Ｆ（ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ Ｉ ｍａ ｇ ｅ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ）
私人 车库 等领域 ． 目前 ， 在基 于嵌 入 式 移动 图 像监 控
［ 关键词］嵌入式 ； Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ；移动图像监控 ； Ｖ４ Ｌ
［ 中 图 分 类 号 ］Ｔ Ｐ ３ ６ ［ 文 献标 识码 ］ ：Ａ
长期 以来移 动 图像 监控 系统 都是 监控 领域 中的 热点 ． 它 以方便 、 直观 、 信息 内容 丰 富 等优 点 ， 在很 多 行业 有着 广泛应 用． 例 如工 业 控制 、 仓 库 管理 、 银行 、
的研究 中 对 移 动 图 像 进 行 采 集 和 处 理 ， 主 要 采 用 Ｄ Ｓ Ｐ、 ＡＲＭ 及 Ｄ Ｓ Ｐ和 ＡＲ Ｍ 组合． 本 系 统 以 高性 能 低 功耗 的 ＡＲ Ｍ９芯 片 为 处 理
（ ３ ２ ０ ×２ ４ ０ ） 模式下速 率可达到 ３ Ｏ帧／ ｓ ． Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ芯
链 路层 ） 控制 器 ． 它集 成 了 一个 一般 处 理 接 口， 一 个
的￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０ Ｅ 芯 片 ， 系 统时 钟 采用 ４ ０ ０ ＭＨｚ的工 作 主频 ， 最 高可达 ５ ３ ３ ＭＨｚ ． 它集 成有 Ｓ ＤＲ ＡＭ 、 Ｎｏ ｒ － Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ及 Ｎａ ｎ ｄ Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ ， 外 设 有 ＲＳ － ２ ３ ２ 串 口、 Ｕｓ Ｂ Ｈｏ ｓ ｔ 接 口、 Ｉ Ｉ Ｃ接 口、 Ｉ Ｉ Ｓ接 口、 以太 网接 口及 下 载
图像 采 集模 块 使 用 中星微 Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ ＿ ２ 芯 片 的摄
像头 ， Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ芯 片最 高支 持 Ｖ ＧＡ（ ｖｉ ｄ ｅ ｏ Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｓ —
Ａｒ ｒ ａ ｙ ） 分 辨率 （ ６ ４ ０ ×４ ８ ０ ） ． 在 ＶＧＡ 模 式 下 速 率 可
Байду номын сангаас
２ 硬 件 部 分 设 计
本 系 统 的微 处 理 器 选 用三 星 公 司 ＡＲ Ｍ９内核
芯片 ＵＤ Ａ１ ３ ４ １ ［ ３ ］ ， ＵＤ Ａ１ ３ ４ １ 提供 了标 准 的 Ｉ Ｉ Ｓ （ Ｉ ｎ — ｔ ｅ ｒ — Ｉ Ｃ Ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ） 接 口， Ｉ Ｉ Ｓ总 线 是 飞利 浦 公 司 为 数 字 音频设 备 间传 输 音 频 数 据 而 制 定 的一 种 总 线 标 准． ＵＤ Ａ１ ３ ４ １可 直 接 和 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０内置 Ｉ Ｉ Ｓ总线 控 制 器 的引脚 连 接 ， 该 控 制器是 用 来 实现 到 外 部 一个 ８ ／ １ ６ 位 立体 声 Ａｕ ｄ ｉ ｏ Ｃ ｏ ｄ ｅ ｃ Ｉ Ｃ的接 口． 传输模 块采 用 Ｄ Ｍｇ ０ ０ ｏ 网卡 芯 片， ＤＭ９ ０ Ｏ Ｏ 是 一款 完全 集成 的 ， 单 芯 片 快 速 以太 网 ＭＡＣ（ 数 据
［ 摘
要］设计 了一种基于 ＡＲ Ｍ９ 一 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ组成 的移动 图像 监控 系统 ， 以￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ ０为处 理器 ， 采用 Ｚ Ｃ ３ ０ １ Ｐ摄像头 为
图像 采 集 设 备 ， ＵＤＡ１ ３ ４ １为音 频 设 备 ， 通过 Ｄ Ｍ９ ０ ０ ０网 卡 芯 片 将 采 集 到 的 图像 传 输 到 Ｐ Ｃ服 务 器 上 ， 最后 Ｐ Ｃ服 务 器 自动 将 图像 发 送 到 指 定 的 邮 箱 ． 综 合 测 试 表 明 嵌 入 式 移 动 图像 监 控 系统 成 本 低 、 功耗小 、 稳 定性和可靠性强．
第２ ８卷 第 ２期
Ｖ０Ｉ ． ２ ８ Ｎｏ ． ２
湖 北 工 业 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
２ Ｏ １ ３年 Ｏ ４月
引导程 序 的 Ｊ Ｔ ＡＧ 接 口等． 可 以满 足 移 动 图像 采 集
和传输 的硬 件需 求．
本 系统 的 主要硬 件结构 如 图 １ 所示 ．
４ Ｋ 双字的 Ｓ Ｒ ＡＭ 和 自适 应 的 ｌ Ｏ ／ ｌ Ｏ Ｏ Ｍ Ｐ ＨＹ（ 物
块、 Ｐ Ｃ服 务器 等 组成 ． 系统 以 ￥ ３ Ｃ ２ ４ ４ Ｏ为 中央 控 制 和数 据处 理 中心 ， 完成对 移动 图像 的采集 和传 输 、 系
统 报警． 传输 到 Ｐ Ｃ端 后 ， Ｐ Ｃ 自动将 图 像 压 缩 并 发
到指定 的邮箱 ．
图 １ 系统 硬 件 结构 图
报警 模块使 用 飞利浦 （ Ｐ ｈ ｉ ｌ ｉ ｐ ｓ ） 公 司生产 的语 音
Ａｐｒ ． ２ ０１３
［ 文 章 编 号 ］１ Ｏ ０ ３ —４ ６ ８ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ３ ５ — ０ ３
基 于 ＡＲＭ 嵌 入 式 移 动 图像 监 控 系 统 的设 计
张洪涛 ， 杨名 军 ，葛 林 ， 裴 浩 ，范毅 豪
（ １湖 北 工 业 大 学 电 气与 电子 工 程 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ６ ８ ；２北 京 工 业 大 学 软 件 学 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ８ １ ）