基于uC-OS-II的视频监控终端无线网络接口设计
基于uClinux嵌入式网络视频监控系统设计
基于uClinux嵌入式网络视频监控系统设计【摘要】网络视频监控系统能够实现多方位、分布式的远程监控,开放的Linux,以其优良的特性提供了嵌入式的开发系统平台。
研究设计了嵌入式网络视频监控系统,进行了详细的硬件总体结构设计,分析了硬件各组成部分的具体功能。
给出了基于B/S结构的软件总体结构,并对各软件模块作了说明。
【关键词】嵌入式系统;视频监控;uclinux1.引言视频监控以其能够实时、形象、真实地反映被监控对象的特性而逐渐成为现代化管理、检测、控制的重要技术手段之一。
而网络视频监控系统能够更好的满足人们对视频监控的实际需求,实现多方位、分布式的远程监控。
嵌入式数字视频监控系统不仅符合信息产业的未来发展趋势,而且代表了视频监控技术的未来发展方向,蕴藏着巨大的商机和经济效益。
在远程监控系统的应用中,往往要求监控中心的主机可以同时接收一路或多路监控数据,并且可以同时发送一路或多路的控制指令。
因此,如何在有限带宽的前提条件下,将多个现场的监控数据方便、高效地通过计算机网络传送到监控主机上,是该类系统要解决的主要问题。
本文设计了一种基于uClinux的嵌入式网络服务器的视频监控系统。
图1 监控系统硬件结构图2.系统总体硬件设计本系统以uClinux操作系统为核心对嵌入式视频服务器进行设计,并采用流媒体MPEG_4技术,通过IP多播技术、实时传送、接收和存储视频流。
系统采用分布式设计,可通过网络实现对多个监控对象的实时监控。
非常适合对有众多的监控单元,又分布比较松散的对象进行集中和即时监控。
2.1 系统硬件结构系统的基本硬件结构如图1所示,其中嵌入式网络视频服务器是视频监控系统中最关键的组成部分。
图2 视频服务器与其它设备的连接图2.2 系统各部分硬件功能(1)网络视频服务器本系统中的嵌入式网络视频服务器采用嵌入式一体化结构,是一种内置Web 服务器并提供网络视频传输和共享的嵌入式设备。
它与其它设备的连接情况如图2所示。
计算机三级嵌入式系统题库及解析第3套
计算机三级嵌入式系统题库及解析第3套一、选择题1: 与个人计算机(PC)相比,嵌入式系统具有许多不同的特点。
下面不属于嵌入式系统特点的是()。
A: 嵌入式系统与具体应用紧密结合,具有很强的专用性B: 嵌入式系统通常包含在非计算机设备(系统)中,具有隐蔽性C:嵌入式系统的软硬件资源往往受到严格的限制D:嵌入式系统性能较低,价格也比较便宜2: 嵌入式系统中的CPU具有一些与通用计算机所使用的CPU不同的特点,下面不是其特点的是()。
A: 支持实时处理B: 低功耗C:高主频D:集成了测试电路3: 嵌入式系统使用的片上系统英文缩写名为SoC,下面关于SoC叙述中错误的是()。
A:SoC也称为系统级芯片,它是电子设计自动化水平的提高和集成电路制造技术飞速发展的产物B:SoC芯片中既包含数字电路,也可以包含模拟电路,甚至还能包含数字/ 模拟混合电路和射频电路C:SoC将嵌入式系统的几乎全部功能都集成在一块芯片中,单个芯片就能实现数据的采集、转换、存储、处理和I/O 等多种功能D:SoC的设计制造难度很大,目前还没有得到广泛使用4: 微电子技术特别是集成电路制造技术是嵌入式系统发展的重要基础,下面关于集成电路的叙述中错误的是()。
A: 集成电路的集成度指的是单个集成电路所含电子元件(如晶体管、电阻、电容等)的数目多少B: 根据集成度的高低,集成电路可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模等几种C:嵌入式系统中使用的处理器芯片属于大规模集成电路D:集成电路的制造工艺复杂且技术难度非常高,许多工序必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成5: 文字信息是人们用以表达和传递信息的媒体之一,大多数嵌入式系统都必须处理文字信息。
下面关于文字信息的表示及其处理的叙述中,错误的是()。
A: 目前使用最广泛的西文字符集是ASCII字符集,它包含96个可打印字符B:GB2312是我国目前广泛使用的汉字编码国家标准之一C:GB2312包括6000多汉字,但不包含西文、俄文等其他字符D:GB2312字符集中的汉字与符号在系统中采用双字节表示6: 假设一台数码相机一次可拍摄16位色1024 x 1024的彩色相片共80张,数据压缩比平均是4,则它使用的存储器容量大约是()。
基于μC/OS-Ⅱ的火灾视频监测终端应用软件设计与实现
模拟摄像头 I J 图像缓存器
— — —
初始化 C U寄存器和堆栈 P 始化 系统各部分时钟
— — —、
结束
. 图像压缩 1 l 模块
TMS 2 0 3
视频 采 样
—
图 2 系统 启 动 代 码
一
压缩后的图 l 像
l 嵌入式 C U P
流程如图 2 示 。 所
 ̄ / S I作 为 A M的嵌入式操作系统 ,提 出了针对视 CO —I R
频 图像连续性要求不高 、 且在低码率 传输 条件下 的软 件 实现方案 , 其主要应用于无人职守 的了望点。
1 视 频 监 测 终 端 硬 件 原 理
本文研 究 的视频监 控仪采 用 A M+ S + P S结 R D PG R 构, 利用 D P强大 的运算功能实现软件压缩编码。 S 相对 使用 A I 用压缩 芯片实现视频压缩 , SC专 用这种方法 实
现的产品升级和算法 的更改都很方便 。因此 , 随着 D P S
设 置程 睁入 口指针( C P
设 置 中断 向 量 表
初始化存储器加速模块
=二 二]二=
初始化 片内外设端 口 初始化应用程 序内存 空间 引导操作 系统
— — 一
和嵌 入式 MC U运算速 度的快速发展 , 这种方法将 越来 越显现出其 强大 的生命 力 。该方法 实现 的视频监 控终
器相关的函数。
23 ARM 的 R O . T S应 用软 件 设 计
务; 各任务的优先级是根据本 系统各部 分对相应时 间的
不 同来 决定的 , 并且 采用静态 优先权 , 即运行 过程 中任
基于μC-OS-Ⅱ的嵌入式系统以太网通信功能的实现
(6) DSP接收到中断后,开始执行中断处理程序,它读入中断状态寄存器,如果产生发送中断,则从FIFO ports寄存器读入发送的包的Packet Number,并将它写到Packet Number寄存器。然后从内存中读人状态字(包括设置Pointer寄存器为TX,RD,AUTOINC,即0x6000,然后从数据寄存器中读入包的状态字),它是EPH寄存器的镜像,
,就可以直接使用了。
(2 )sys_mbox_t消息
LwIP使用消息队列来缓冲、传递数据报文,因此要在sys_arch中实现消息队列结构sys_mbox_t,以及相应的操作函数。
sys_mbox_new()/创建一个消息队列 sys_mbox_free( ) /释放一个消息队列
自己的网络设备实现驱动时应参照这个模板,根据相应的网络芯片来实现。本系统选用的网络芯片是由SMSC公司生产的自适应10M/100M第三代快速以太网控制器芯片LAN91C111,集成了SMSC/CD协议的MAC(媒体层)和PHY(物理层)。由于其灵活性和集成度高,具有较高的性价比。
(3)sys_arch_timeout函数
LwIP中每个与外界网络连接的线程都有自己的timeout属性,即等待超时时间。这个属性表现为每个线程都对应一个sys_timeout结构体队列,包括这个线程的timeout时间长度
,以及超时后应调用的timeout函数,该函数会做一些释放连接,回收资源的工作.timeout结构体已经由LwIP自己在sys.h中定义好了,而且对结构体队列的数据操作也由LwIP负责,我们所要实现的是如下函数:
基于无线网络设计视频监控系统
IT 大视野数码世界 P .57基于无线网络设计视频监控系统韩丽杰 内蒙古瑞特优化科技股份有限公司 邢伟华 苏志恒 内蒙古灵奕高科技(集团)有限责任公司摘要:本文以基于无线网络设计视频监控系统为主要内容进行阐述,结合当下无线网络设计视频监控系统结构、无线网络监视终端系统设计和无线网络监控服务器设计为主要依据,从功能模块关系设计和处理流程设计这两方面进行深入探讨和分析,其目的在于加强视频监控系统在无线网络设计中的价值,旨在为相关研究提供参考资料。
关键词:无线网络设计 视频监控系统 功能模块 处理流程引言由于无线网络技术的快速发展,在实际生活中得到广泛使用,无线网络之中视频功能使用越来越广泛,其中视频监控系统发展非常迅速,并且此种环境存在很大优势,从而为自身赢取了良好发展前景。
为快速摆脱现有技术的限制性,监控终端位置以及使用领域不再受任何环境的限制,因此,要基于此种无线环境下提升监控系统的使用范围,和以往监控系统进行合理对策,强化自身不可比拟的优势和价值。
1 无线网络设计视频监控系统结构无线网络监控系统可以分为两个部分,分别是监视终端和监控服务器,监视终端主要工作就是对场景内所有视频进行进行全面采集,进而度服务器提供的各种信息和数据做出响应,结合受到的各种控制信息做出全面调节和分析。
在系统开始前期或者结束期间做出数据采集工作,对各种参数进行调整和分析,监控服务系统的主要工作对监视终端进行全面监督和控制,并且将接受到的各种终端信息全部发布到视频数据之中,对视频数据进行充分解码,完成数据播放工作,用户则可以快速接受到监视画面内容。
监控服务器可以随时随地接受到各种来自监视终端的注册信息内容,在实际工作期间需要一个公用的IP 地址,便于监视终端对各种信息和数据进行全面搜索和分析,监控服务器可以有效连接在INTERNET 系统上,将监视终端安全的连接在公用IP 地址上。
监视终端在实际工作中可以实现任意移动工作,可以将无线网络有效连接在系统中,在整个系统中,监视终端将无限局域网和中国联通等全部退出CDMALx 网络作为接入的真实环境。
嵌入式系统课程设计题目
嵌入式系统课程设计题目1.ARM系统在LED显示屏中的应用(利用ARM系统控制彩色LED显示屏)2.ARM-Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用(温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。
为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。
从硬件设计和软件实现2方面对该系统进行具体设计。
)3.ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用(设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明)4.ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用(采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统)5.ARM 嵌入式控制器在印染设备监控中的应用(针对拉幅热定型机,设计一种基于485 总线的分布式监控系统。
用ARM 嵌入式控制器实现主、从电机的同步运行和烘房温度的控制;在PC 机上用VB6. 0 设计转速和温度的监控画面;实现ARM、变频器和PC 机之间的数据通信。
)6.基于ARM系统的公交车多功能终端的设计(完成电子收费、报站、GPS定位等功能)7.基于ARM9的双CAN总线通信系统的设计(设计一种基于ARM9内核微处理器的双路CAN总线通信系统。
完成系统的总体结构、部分硬件的设计,系统嵌入式软件的设计,包括启动引导代码U - boot、嵌入式L inux - 操作系统内核、文件系统以及用户应用管理软件四个部分。
)8.基于ARM9 和Linux 的嵌入式打印终端系统(嵌入式平台上的打印终端的外围电路连接设计、嵌入式Linux 的打印机驱动程序开发和应用程序的开发)9.基于ARM 的车载GPS 终端软硬件的研究(重点研究基于ARM 的导航系统的软硬件设计)10.ARM系统在B超系统中的应用(完成系统软件硬件设计,包括外围电路)11.基于ARM 的嵌入式系统在机器人控制系统中应用(提出一种基于ARM、DSP 和arm-linux 的嵌入式机器人控制系统的设计方法, 完成控制系统的功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计)12.基于ARM的视频采集系统设计(完成系统软件硬件设计,包括外围电路,采用USB接口的摄像头)13.基于ARM的高空爬壁机器人控制系统(构建一种经济型的爬壁机器人控制平台, 与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域。
基于无线网络的视频监控终端硬件设计
信息技术・Information Technology190 大陆桥视野·2016年第20期基于无线网络的视频监控终端硬件设计宋艳芳 / 山东协和学院机电工程学院【摘 要】随着社会的不断发展与进步,人们日常生活中的安全问题得到越来越高的重视,视频监控系统成为安全防范系统的重要组成部分。
针对传统的视频监控系统的缺陷,本文主要是设计一种基于ARM的无线视频监控系统,从适应性、成本、数据量等方面做研究,设计一种安装方便、成本低廉、适应性强的视频监控系统。
【关键词】视频监控;无线传输;GPRS;引言随着计算机技术、无线通信技术的飞速发展,互联网的广泛普及,实时动态图像的采集、压缩和远程无线传输技术等为研究无线传输的视频监控提供重要的支持。
远程监控技术的出现,是计算机网络技术与故障监控技术相结合的必然结果,它具有灵活性好、移动性强、布点灵活、工程量小与工程周期短等优点。
与有线视频监视系统相比,无线视频监视系统具有很大的优越性,其研究也具有重大的经济意义和现实意义。
考虑到传统的视频监控系统的不足,本文提出一种基于无线网络的视频监控系统。
1.系统原理框架本系统设计的任务主要是针对传统的视频监控系统的缺点,研究出新型的嵌入式视频监控,在功能上达到传统的视频监控系统的要求,同时解决了传统的视频监控系统的不足。
主要是从这几个方面做出了研究与分析,首先是在功耗方面,是采用的低功耗的嵌入式ARM平台,对于视频监控的大数据量问题,针对图像进行了压缩编码以及本地存储,根据监控中心的需求有选择性的传输数据,监控信息的传输不是采用传统的传输方式,而是采用的中国移动提供的GPRS无线传输服务进行传输,主要能实现高性能、适应性强、应用领域广等特点。
根据功能要求,本设计基于ARM的无线监控系统是有以下几个部分构成:嵌入式监控终端设备,联网的监控中心。
在视频监控过程中,监控终端首先通过视频采集设备采集到图像信号,经过嵌入式系统完成图像的处理工作,包括图像采集,本地存储,最后通过GPRS模块传输到远程的用户端,从而完成整个系统的工作。
基于UC_OS_II的串口与网口通信设计
现代制造工程2007年第12期设备设计/诊断维修/再制造基于UC/O S2Ⅱ的串口与网口通信设计3莫凯1,何宏2,孙虹2,贾衡天2(1天津市经济体制改革研究所,天津300052;2天津理工大学天津市薄膜电子与通信器件实验室,天津300191)摘要:串口通信和网口通信是嵌入式操作系统数据传输中常见的通讯方式,各有应用范畴和特点;而UC/OS2Ⅱ又是一个源代码公开的实时嵌入式操作系统。
在介绍UC/OS2Ⅱ操作系统特点以及串口和网口通信协议规范的基础上,研究了网口和串口间数据互通传输问题。
关键词:UC/OS2Ⅱ;网口;串口;Easy A r m2000目标板中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2007)12—0120—03The desi gn of da t a comm un i ca ti on between network i n terfaceand ser i a l i n terface ba sed on UC/O S2ⅡMo Kai1,He Hong2,Sun Hong2,J ia Heng2tian2(1I nstitute of Econom ic Ref or m,Tianjin300052,CHN;2Depart m ent of Op t o Electr onic I nf or mati on and Electr onic Engineering,Tianjin University of Technol ogy,Tianjin300191,CHN) Abstract:Serial communicati on and net w ork communicati on,which have each own characteristic and app licati on category,are all the common communicati on method of e mbedded operati on syste m in the p r ocess of data trans m issi on.UC/OS2Ⅱis the real ti m ee mbedded operati on syste m,of which s ource code is open and free.Firstly intr oduces the characteristic of UC/OS2Ⅱ,the p rinci2p le of serial communicati on and the p r ot ocol of net w ork,then studies the p r oblem of data trans m issi on bet w een serial interface and net w ork interface.Key words:UC/OS2Ⅱ;Net w ork interface;Serial interface;Easy A r m2000 引言随着嵌入式系统与网络的结合越来越紧密,将嵌入式实时操作系统移植到相应的芯片中实现网络通讯,已成为嵌入式系统重要的研究方向。
全国计算机等级考试_三级嵌入式_题库(含答案)
全国计算机等级考试三嵌入式系统开发技术题库第1套一、选择题1:嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。
下列产品中不属于嵌入式系统的是()。
A:电饭煲B:路由器C:巨型机D:POS机2:嵌入式系统硬件的核心是CPU。
下面关于嵌入式系统CPU特点的叙述中,错误的是()。
A:支持实时处理B:低功耗C:字长在16位以下D:集成了测试电路3:下面关于微控制器的叙述中,错误的是()。
A:微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中B:微控制器品种和数量最多,在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用C:微控制器的英文缩写是MCUD:8位的微控制器现在已基本淘汰4:片上系统(SoC)也称为系统级芯片,下面关于SoC叙述中错误的是()。
A:SoC芯片中只有一个CPU或DSPB:SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类C:专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类D:FPGA芯片可以反复地编程、擦除、使用,在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真,直至芯片的制作5:数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。
下面关于数码相机的叙述中,错误的是()。
A:它由前端和后端两部分组成,前端负责数字图像获取,后端负责数字图像的处理B:后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片,DSP用于完成数字图像处理C:负责进行数码相机操作控制(如镜头变焦、快门控制等)是一个32位的MCUD:高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件6:电子书阅读器中存储的一本中文长篇小说,大小为128KB,文件格式为.txt,试问该小说包含的汉字大约有多少万字?()A:6万字B:12万字C:25万字D:40万字7:数字视频信息的数据量相当大,通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。
目前数字有线电视所传输的数字视频采用的压缩编码标准是()。
A:MPEG-1B:MPEG-2C:MPEG-4D:MPEG-78:下面是IP协议中C类IP地址有关规定的叙述,其中正确的是()。
基于μC/OS—II的嵌入式电梯物联网网关的设计
基于μC/OS—II的嵌入式电梯物联网网关的设计为提高对电梯的管理维护水平,提出了一种电梯物联网系统方案。
以ARM 微控制器STM32F103VET6为核心研制了系统的网关,设计并实现了一种运行于该系统的网关管理协议,利用μC/OS-II实时操作系统创建基于该协议的SGMP 任务,采用分层机制实现消息的创建、解析和执行。
实验证明网关具有良好的实时性和稳定性,具有广泛的管理能力。
标签:物联网;网关管理协议;电梯;SGMP1 概述随着电梯数量的增多,作为一种直接关系到人们生命安全的特种设备,如何保障电梯的安全运行受到了广泛关注。
在传统被动的电梯管理模式下各种电梯事故时有发生。
国内外各电梯企业大多针对各自品牌,采用总线或者公用电话网络作为远程数据交换的通信依托设计了电梯远程监控系统。
但网络布线复杂,运行成本高、可靠性较差并且数据交换量有限,各种系统之间互不兼容,可管理能力较低。
因而对电梯管理维护技术提出了更高的要求。
文章在充分利用小区内现已搭建完善的局域网系统,结合物联网[1]技术提出一种电梯物联网系统方案。
基于嵌入式技术设计该系统的关键部件——电梯物联网网关。
在网关平台上实现网关管理协议——SGMP(Simplify Gateway Management Protocol)的设计,实现信令交互、数据传输过程,使系统运行稳定,通信可靠,从而提高对电梯的管理维护水平。
2 系统方案参考物联网典型通信系统架构设计电梯物联网系统模型,如图1所示。
从上至下依次为:应用层、网络层、感知层[2]。
为了阐述内容的准确性,定义电梯感知终端为位于感知层内能感知电梯运行数据,并具备联网和控制能力的有源结点。
构建此系统要求电梯感知终端按照既定的标准输出数据信息以便于统一管理。
位于感知层内的电梯感知终端主要负责通过电梯控制柜全面感知电梯运行数据,并组建完善的电梯群感知终端局域网。
由于各小区处于不同的局域网内,无法与公网进行通信,因此采用电梯物联网网关作为网络接口来满足电梯物联网系统的广域互联。
基于μC-OS-II的网络传输监控系统方案
基于μC/OS-II的网络传输监控系统方案
引言
进入21 世纪,信息的地位日益重要,对信息的获取和处理能力成为现代信息处理中的关键问题。
在人类社会信息化的过程中,借助各种通信手段是实现
信息交流的主要方式。
各种需求使得移动通信(寻呼、
GSM/GPRS、CDMA)和Internet 迅速发展起来。
当信息化达到一定程度后,遇到一个迫切的问题是:如何将众多分散的生产单元、信息单元纳入统一信息
化进程,比如大型油田的油井控制、大型煤矿的矿井控制、水文监测点的控制等。
传统的无线监控系统多采用电台。
但电台的抗干扰性差、保密性差,不适合
在城市使用。
能利用无线移动网络的无线监控系统势必具有无可比拟的优势。
目前,移动无线传输数据的方式主要有3 种:GSM 短消息、GPRS 和CDMA。
GSM 网络用短消息来传输数据,由于短消息传输用的是信令信道,采用存储转发的方式,其缺点是数据传输速率低、具有延迟性且时间不定。
GPRS 采用分组交换技术,按流量计费,能高效的传输数据和信令;GPRS 理论传输速率可达171.2 kb/s,实际传输速率大约在40 kb/s。
CDMA 1X 网络提供分组形式的数据业务,CDMA 1X 理论传输速率可达300 kb/s,目前的实际传输速率大约为100 kb/s,可以用于Internet 连接、数据传输等应用。
CDMA 1X 无线数据网络以其覆盖范围广、费用低、技术完善、安全可靠性高等优点,当之无
愧地成为上述业务信息化中的重要资源。
本文将分别介绍远程监控系统的系统组成以及基于MG815+无线模块和
ARM LPC2210 微控制器的远程终端。
基于uC_OS_的嵌入式网络监控系统的设计与实现概要
0引言嵌入式系统被广泛应用于信息电器、移动计算机设备、网络设备和工控仿真等领域,新一代FPGA 集成了CPU 和DSP 内核,在FPAG 上进行软硬件协同设计,为实现片上可编程系统(SOPC 提供了强大的硬件支持;uC/OS-II 是当前得到广泛应用的免费且公开源码的嵌入式实时内核系统,以其执行效率高、占用空间小、实时性优良和可扩展性强等优点,在世界范围内得到广泛的使用,包括手机、路由器、集线器、不间断电源、飞行器、医疗设备以及工业控制等[1]。
实际上,uC/OS-II 已经通过了非常严格的测试,并且得到了美国航天管理局(FAA 的安全认证,可以用于飞机、航天器等与人性命攸关的控制系统中,因此,uC/OS-II 在工业等实时性需求比较强的领域应用非常广泛。
在系统中嵌入实时操作系统,将使系统具有极强的可移植性,另外,硬件设备的添加与裁剪也具有极大的灵活性。
将嵌入式系统接入网络,不仅实现了设备的远程监控、维护和升级,而且可实现资源共享。
1系统概述系统使用FPGA 完成本地信号的采集,由实时内核uC/OS-II 完成任务调度,将采集到的信号通过网络控制芯片打包之后,送给网络设备。
整个系统相当于一个网络服务器。
客户端通过网络对该服务器进行访问,实时获取设备状态信息,以便对设备进行控制和维护。
因此,要求系统实现TCP/IP 协议,以保证任何地方的用户都可通过网络应用软件对设备实施实时监控。
系统设计模型如图1所示。
系统运行时,客户端应用软件与网络服务器利用TCP 连接,通过30号端口进行通信,应用软件根据TCP/IP 协议与服务器建立数据传输链路。
客户端发出对设备的监控命令信息,嵌入式服务器接收并处理信息,根据客户机的请求,服务器通过I/O 获取客户机感兴趣的设备状态,并将此信息通过网络协议经网络连接送给客户端,由客户端进行下一步的决策,并将决策控制命令经网络连接重新发送给硬件服务器,服务器再通过I/O 端口控制设备进行相应的动作。
基于uClinux的移动视频监控终端的探究与设计
基于uClinux的移动视频监控终端的研究与设计摘要:在后PC时代,嵌入式系统的发展就成了计算机技术发展的一个热点,其中ARM7TDMI是一种RISC处理器,因为高效、低功耗、低成本,在嵌入式系统中应用最为广泛。
由于社会发展的需要,数字视频监控系统的应用也越来越广泛,其核心就是嵌入式系统,而采用CDMA1x的嵌入式视频监控终端专门针对移动环境或布线成本高的场所设计,较好地解决了这种情况下的视频监控问题。
本论文研究了基于uclinux的移动嵌入式视频监控终端设计,以S3C44B0X为核心,以uclinux作为嵌入式操作系统,将前端采集的音、视频信号通过MPG440芯片压缩为MPEG-4视频数据,通过CDMA1x网络建立起监控终端和监控中心之间的连接,将视频信号传输到监控中心进行处理、存储,用户可通过手机或PC机浏览器登录监控中心网站,查看监控信号,进行实时监控,在移动环境或不易布线情况下也能较好地的实现视频监控,具有一定的实用性。
关键字:嵌入式系统;CDMA1x;视频监控;MPEG-4Research and Design of Mobile Video Surveillance TerminalBased on UClinuxAbstract:The development of embedded systems has been becoming a hotspot of computer technology. As a RISC processor, ARM7TDMI has been abroad applied in embedded systems with the characteristics of high efficiency, low power consumption and low cost. To meeting the demand of security in some important place, the digital video monitoring system has been growing rapidly in recent years, with its cores is embedded systems. The embedded system based on CDMA1X is designed for the applications of mobile environment and the places that is not easy to distribute cable.This paper reseaches the design of the mobile video monitor terminal based on uclinux, with the core is S3C44B0, and the OS is uclinux. The sound and video signal gathered from terminal is compressed to MPEG-4 video data via MPG440 chip. The MPEG-4 video data transferred from the terminal via CDMA1x can be processing and saving in monitor center. After logining the monitor center, useres can monitor the places with mobile phone and PC. This system implements real time monitoring in mobile environment and the places that is not easy to distribute cable, and has practicability on some contents.Keywords:Embedded System;CDMA1x;Video Surveillance;MPEG-41 系统概述随着后PC时代的来临,嵌入式系统应用已经成为计算机领域的一个热点,据世界半导体贸易统计数据蓝皮书所提供的数据,台式机处理器只占世界市场的6%,余下的94%即大约50亿片芯片为嵌入式微处理器,一个美国家庭中有60个以上的嵌入式微处理器,如家用汽车中就多达20个以上,而豪华汽车中更是多达60个以上,加上其它家用电器,如微波炉、搅拌机、冰箱、洗衣机、电视、CD/VCD/DV播放器、电话、PC等,可以说嵌入式系统已经成为人们生活中密不可分的一部分,并且这个市场还在不断扩大。
基于uClinux的无线监控终端的设计与实现
基于uClinux的无线监控终端的设计与实现
梅运华
【期刊名称】《国外电子测量技术》
【年(卷),期】2009()2
【摘要】工业控制技术发展至今,许多应用领域对工业控制系统提出了更高更新的要求,这些应用都存在覆盖范围广、监测点分散或者监控对象处于运动状态等特点,为了经济有效地实现所需的监控功能,作者设计了一种基于uClinux的远程监控终端,该终端利用ARM单片机控制GPRS模块,采集远程设备运行数据,依托GPRS网络,进行高速传输,并可响应监控中心的一系列遥控命令。
文中介绍了该终端软硬件的设计与实现,着重给出了在uClinux下GPRS模块MC35i驱动程序的编写及实现PPP自动拨号的方法。
该无线数传终端具有实时性强、数据传输速率高、稳定可靠等特点,可以广泛应用于工业监控、远程遥测等系统中。
【总页数】4页(P56-58)
【关键词】终端;ARM;GPRS;uClinux
【作者】梅运华
【作者单位】广州市纤维产品检测院
【正文语种】中文
【中图分类】TP368
【相关文献】
1.基于北斗卫星导航的无线移动视频监控终端设计与实现 [J], 曹昌龙;纪勇;戴旭初
2.基于STM32的无线车载监控终端的设计与实现 [J], 方菁
3.基于Android的无线视频监控终端的设计及实现 [J], 王宁国;吴翠先;刘畅棂;陈莹星
4.基于北斗导航系统谈无线移动视频监控终端设计与实现 [J], 胡帆
5.基于Hi3512的无线视频监控终端的设计与实现 [J], 茅卫华;张铭;
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实时内核_C_OS_II下的网络监控系统的设计
《电子技术应用》2005年第10期欢迎网上投稿www.aetnet.cnwww.aetnet.com.cn静态内容浏览器html-应答Web服务器Index.htmlHelp.htmlhttp://...动态内容设置参数获取状态图1HTTP设计模型图2硬件体系结构随着信息时代的到来,特别是互联网的迅速普及,人们开始越来越多地接触到一个新概念———嵌入式产品。
将嵌入式系统接入Internet,不仅实现了设备的远程控制、维护和升级,而且可实现资源共享。
通过网络对设备进行监控,一个外部界面是必不可少的,利用Web浏览器可使用户通过网络对远程系统实现管理和更新,大大简化了人机界面的设计。
若在系统中嵌入实时操作系统,将使系统具有极强的可移植性,另外,硬件设备的添加与裁剪也具有极大的灵活性。
采用DHCP协议动态获得IP相关信息,使TCP/IP软件不再依赖于存储在芯片中的固定IP地址,这将为大型系统的安装提供方便条件。
本设计的关键是如何在内存资源有限的单片机系统上,利用实时内核!C/OS-II把信息变成可以在互联网上传输的IP数据包,以便通过IE浏览器监控远程设备的状态。
1网络监控系统概述本设计采用Internet监控远程设备,整个系统相当于一个网络服务器。
客户端通过IE浏览器对该服务器进行访问,实时地获得设备的状态信息,以便对设备进行控制和维护。
这样,就要求服务器提供WWW服务,即实现HTTP协议。
它应被所有浏览器支持,以保证任何地方的用户都可通过浏览器下达命令。
在网络接口上,本系统选择以太网为其运行的网络环境。
图1所示为HTTP设计模型。
首先,客户端的浏览器与Web服务器使用一个或多个TCP连接,通过80号端口进行通信,浏览器通过HTTP协议浏览事先存储在EEROM中的控制网页,通过该网页传递控制命令到网络服务器,然后服务器对命令进行解析,调用相应的函数以控制外部I/O设备。
整个网络监控系统包括硬件和软件两部分。
视频监控和无线网络的融合系统设计
视频监控和无线网络的融合系统设计* IP摄像机IP摄像机为集成模拟视频图像采集和视频图像数字化处理功能的一体化视频前端设备。
它可以将模拟的视频信号按照标准格式转换成数字信号,并直接提供IP网络接口。
通过WLAN无线桥接器可以很方便地将IP 摄像机变成支持无线传输的无线视频前端设备。
* IP视频服务器IP视频服务器通常用于连接模拟摄像机,它可以将模拟的视频信号按照标准格式(普遍采用M-JPEG或MPEG 4)转换成数字信号,并直接提供IP网络接口。
通过WLAN无线桥接器也可很方便地将IP视频服务器变成支持无线传输的无线视频前端设备。
采用IP视频服务器方式,用户可以自由地选择模拟摄像机的类型。
可以根据自己的需要,购买价格和性能不同的模拟摄像机,从而满足个性化的要求。
* WLAN无线桥接器WLAN无线桥接器可以为具有有线网络接口的IP视频设备提供无线局域网接口的转换,为其扩展无线网络传输的能力。
WLAN无线桥接器通常应支持以太网接口到802.11b/g无线局域网接口的转换,可满足长时间的无故障工作(其平均无故障工作时间应不小于10000小时);同时应提供外接天线接口,以满足不同安装条件下,外接扩展天线的需求。
例如北电网络公司(Nortel)的无线网状网可支持基于802.11b/g无线局域网标准的无线视频终端设备。
图2为典型的无线IP视频前端与无线网状网的互联示意。
* 网络视频录像机图2 无线IP视频前端与无线网网状的互联网络录像机基于专用的高速视频图像处理硬件和大容量的数字存储系统(如硬盘阵列或磁带机),用于高速处理和存储多路IP视频前端设备回传的视频流信息。
网络监控终端可以与网络视频录像机位于同一地点(如网络监控中心),也可在远端通过安全的网络连接(如VPN)远程登录到网络视频录像机,实现远程监控管理。
网络视频录像机可根据应用和容量需求的不同,拥有众多不同型号的选择,通常有支持4、8、12、16、32甚至50路视频录像的不同规格。
基于无线网络的嵌入式视频监视系统的设计与实现的开题报告
基于无线网络的嵌入式视频监视系统的设计与实现的开题报告一、题目基于无线网络的嵌入式视频监视系统的设计与实现二、研究背景近年来,随着嵌入式技术和无线网络技术的不断发展和普及,无线网络视频监视系统在安防领域得到了广泛应用。
传统的有线视频监视系统存在着布线困难、灵活性低、易受损等问题。
而基于无线网络的视频监视系统可以突破这些限制,使得视频监视系统的部署更加灵活方便。
因此,基于无线网络的嵌入式视频监视系统的研究与开发越来越受到关注。
三、研究内容本课题主要研究基于无线网络的嵌入式视频监视系统的设计与实现,包括以下几个方面:1. 系统架构设计:根据视频监视系统的应用需求和特点,设计系统的总体架构,包括硬件和软件。
2. 系统软件设计:主要包括系统驱动程序、网络协议栈、视频编解码算法和图像处理算法等方面的设计。
3. 系统硬件设计:根据系统架构设计的要求,设计系统硬件平台,包括选择嵌入式处理器、摄像头和无线通信模块,以及系统外设等。
4. 系统测试与评估:对系统进行测试和性能评估,包括系统稳定性、视频传输质量、实时性等方面的评估。
四、研究意义基于无线网络的嵌入式视频监视系统具有功能强大、易于部署、灵活方便的优点,能够满足不同应用场合下的视频监视需求。
本课题的研究成果将为视频监视系统的开发和应用提供参考和借鉴,具有一定的理论和实践价值。
五、技术路线1. 硬件选型和设计:根据系统需求,选择嵌入式处理器、摄像头和无线通信模块等硬件平台,设计系统硬件电路图和PCB布局。
2. Linux系统移植和驱动程序开发:将Linux操作系统移植到目标硬件平台上,并开发相关的驱动程序。
3. 网络协议栈和视频编解码算法开发:实现TCP/IP协议栈、HTTP协议栈和视频编解码算法等功能。
4. 图像处理算法开发:实现视频图像的处理和分析功能,包括目标检测、跟踪和识别等。
5. 系统测试与评估:对系统进行测试和性能评估,包括系统稳定性、视频传输质量、实时性等方面的评估。
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视频监测终端网络接口软件设计
LwIP在/OS-II上的实现
LwIP协议栈在设计时就考虑到了将来的移植问题,因此把所有与硬件、操作系统、编译器相关的部份都独立出来,放在/src/arch目录下。 LwIP在mC/OS-II上的实现就是要修改该目录下的文件,其它的文件一般不应该修改,主要的工作包括以下几部分。
middleblink();
} else {
leftblink();
};
pppInit();
pppSetAuth(PPPAUTHTYPE_ PAP," pppuser","pppassword");
pd=pppOpen(handle1,ppp LinkStatus Callback,NULL);
sys_arch操作系统相关部份
sys_arch. [ch]中的内容是与操作系统相关的一些结构和函数。mC/OS-II实现了消息队列结构OSQ及其操作,但没有对消息队列中的消息进行管理,因此不能直接使用,必须重新实现。对队列本身的管理可利用mC/OS-II自己的OSQ操作完成,然后使用mC/OS-II中的内存管理模块实现对消息的创建、使用、删除回收,两部分综合起来即可形成LwIP的消息队列功能。
#define NTHREADS 3
#define STACKSIZE ( CYG NUM_HAL_STACK_SIZE_TYPICAL + 4096 )
err = cyg_io_lookup( "/dev/ser1", &handle1 );
if (ENOERR == err) {
lib_arch中库函数的实现
LwIP协议栈中用到了8个外部函数,这些函数通常与用户使用的系统或编译器有关,因此应由用户自己实现。
LwIP的设备驱动程序接口
LwIP与PPP的程序结构简要描述如下:
#define NTHREADS 3
#define STACKSIZE( CYG NUM_HAL_STACK_SIZE_TYPICAL + 4096 )
与CPU或编译器
相关的include文件
在/src/arch/include/arch 目录下的cc.h、cpu.h、perf.h中有一些与CPU或编译器相关的定义,如数据长度、字的高低位顺序等,这应该与用户实现mC/OS-II时定义的数据长度等参数一致。一般情况下C语言的结构体struct是4字节对齐的,但是在处理数据包的时候,LwIP是通过结构体中不同数据的长度来读取相应数据的,所以,一定要在定义struct的时候使用_packed关键字,让编译器放弃struct的字节对齐。
基于uC/OS-II的视频监控终端无线网络接口设计
引言本文研究的森林火灾视频监控终端采用mC/OS-II作为嵌入式操作系统,为了支持 GPRS网络通信,系统需要PPP或SLIP协议的支持。由于mC/OS-II不包括TCP/IP协议栈,所以要编写设备的网络接口。本文选用免费的 TCP/IP协议栈LwIP v0.6.4作为设计核心,在mC/OS-II上移植了LwIP以实现TCP/IP协议栈,从而获得了一个功能完善的嵌入式IP终端。
视频监测终端网络接口原理
图像监控系统工作流程
工作时,图像监控系统首先将接收服务器连入Internet,取得服务器的公网IP地址,确定服务的端口号,并将IP地址及端口信息以短消息方式发送给远程站点的视频监控仪模块。视频监控仪模块通过GPRS-Modem模块连入Internet后即可与接收服务器连线。视频监控仪在正常工作时(无火警)仅定时上传含有本地特征编码的短消息,接收服务器软件会根据收到的短消息来分析各监控仪的状态并进行显示。当视频监控仪检测到火警时,它会将火灾信息编码,以短消息形式传递到服务器,同时启动视频图像压缩及上传服务,供接收服务器分析判断。图1 GPRS传输模块工作原理
sys_thread_new 创建新线程
在mC/OS-II 中,没有线程(thread)的概念,只有任务(Task)。它已经提供了创建新任务的系统API调用OSTaskCreate,因此只要把 OSTaskCreate封装一下,就可以实现sys_thread_new。需要注意的是LwIP中的thread并没有mC/OS-II中优先级的概念,实现时要由用户事先为LwIP中创建的线程分配好优先级。
void pppLinkStatusCallback (void * ctx, int errCode, void * arg) {
skipblink();
}
结语
本设计有机地结合了嵌入式终端设备和无线传输,符合嵌入式和无线网络结合的发展趋势。同时,这一接口设计也对其它视频监控系统的发展起到一定的借鉴意义。
网络接口协议
本系统的视频监控仪网络通信分层结构,GPRS服务节点和网关节点等GPRS内部节点都简化抽象为GPRS网络,GPRS内部协议及Internet网关协议等都简化抽象为GPRS网关协议。
视频监控终端网络通信各层的作用如下。
物理层:ARM CPU利用AT指令对GPRS Modem进行拨号。反馈应答后,一条物理通道即GPRS信道就在本系统中的GPRS Modem和Internet之间建立起来。
数据链路层:PPP协议将原始的GPRS物理层连接改造成无差错的数据链路,系统远程登录Internet,并得到GPRS网关分配的A类IP地址。
网络层:采用IP协议作为网络层协议。IP协议将接入Internet、具有不同IP地址的终端都联系起来。经过IP路由选择,可以令本系统与连在Internet上的任一IP终端进行数据交互。
GPRS传输模块工作原理
视频监控终端的GPRS传输模块原理,西门子公司的 MC35 GPRS模块把从TCP/IP模块接收的TCP/IP包和从基站接收的GPRS分组数据进行相应的协议处理后再转发。MC35模块主要由射频天线、内部 Flash、SRAM、GSM基带处理器、匹配电源和一个40脚的ZIF插座组成。GSM基带处理器是核心部件,其作用相当于一个协议处理器,用来处理外部系统通过串口发送过来的AT指令。射频天线部分主要实现信号的调制与解调,以及外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换。匹配电源为处理器及射频部分提供所需的电源。MC35 GPRS模块支持GSM900和GSMl800双频网络,接收速率可达86.20kbps,发送速率可达21.5kbps。MC35模块提供了9针的标准 RS232接口,通过MAX3232电平转换芯片和LPC2104的UART0口相连,进行全双工通信。MC35工作电压为12V,上电后由DTR上升沿跳变触发启动。本系统指定LPC2104的P0.13信号线经MAX3232电平转换后作为MC35的DTR。系统上电复位后,首先进行工作频率等参数设置,然后进行拨号和PPP协商,得到系统本地IP,完成GPRS的Internet接入。ARM CPU将用户数据先打成IP包,再经串口发送给MC35,MC35把其封装成GPRS分组数据包传到GPRS网络。