基于ARM的视频图像采集及无线传输系统

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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ARM11的嵌入式视频采集系统设计

关键词：嵌入式系统；ＵＳＢ摄像头；视频采集；无线传输；Ｖ４Ｌ２中图分类号：ＴＮ９１９．８５文献标识码：Ａ文章编号：１０００— ８８２９（２０１３）１２— ００３７— ０４
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ；ＵＳＢｃａｍｅｒａ；ｖｉｄｅｏｃａｐｔｕｒｉｎｇ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；Ｖ４Ｌ２
ｍｅｔｈｏｄｓ．ＡｖｉｄｅｏｃａｐｔｕｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＲＭ１１ａｎｄｅｍｂｅｄｄｅｄＬｉｎｕｘｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｅｍｂｅｄｄｅｄｖｉｄｅｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｉｄｅｏｃａｐｔｕｒｉｎｇｈａｓｍｏｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ
ＤｅｓｉｇｎｏｆａｎＥｍｂｅｄｄｅｄＶｉｄｅｏＣａｐｔｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡＲＭｌｌ
ＸＵＧａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａ Байду номын сангаас ｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００００，Ｃｈｉｎａ）

基于ARM的无线网络视频监控系统设计与实现

基于ARM的无线网络视频监控系统设计与实现作者：邹翰刘昌华来源：《软件导刊》2016年第03期摘要：利用ARM cortex-A8开发一个无线网络视频监控系统。

采用系统采用B/S架构，用WiFi网络传输视频数据，由Web视频服务器、无线传输模块和远程监控终端3部分组成。

探讨Web视频服务器的软硬件设计，包括服务器硬件平台搭建、Linux系统移植部署、MJPG-streamer移植及WiFi网络构建。

测试结果表明，系统运行稳定，实时性较高，可实现多终端同时监控，采集到的图像清晰流畅，无明显失真，视频监控效果良好。

关键词：B/S架构；ARM cortex-A8；视频监控；WiFi；MJPG-streamer中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2016）003-0063-03作者简介：邹翰（1991-），男，湖北荆州人，武汉轻工大学数学与计算机学院硕士研究生，研究方向为嵌入式技术；刘昌华（1963-），男，湖北武汉人，武汉轻工大学数学与计算机学院副教授、硕士生导师，研究方向为计算机网络及应用、嵌入式FPGA设计。

0 引言随着平安城市和智能小区建设的快速发展，视频监控技术成为IT领域最热门应用技术之一。

视频监控技术经历了模拟视频监控、数字视频监控和网络视频监控3个阶段[1]。

有线网络视频监控系统[2]存在布线繁琐、监控点固定和在复杂环境下适应性差等问题；3G无线网络视频监控系统[3]由于受网络成本和通信速度的限制，应用范围并不广泛；WiFi网络技术具有使用成本低、传输速率高及网络构建简单的优点，更加符合市场需要。

结合嵌入式技术可靠性高、成本低、体积小和实时性强等特点，基于ARM的无线视频监控系统具有广泛的应用前景。

本文提出一种基于WiFi无线网络的视频监控系统。

1 系统概述该无线视频监控系统整体结构如图1所示，由USB摄像头采集视频图像，经搭载有Web 视频服务器的ARM平台进行压缩编码并传输到网络，各终端再通过无线网络接收，并在Web 浏览器中显示。

基于ARM11+Linux的无线视频监控系统

基于ARM11+Linux的无线视频监控系统1 引言随着无线网络的普及，ARM处理器运算的能力不断地增强以及计算机处理图像的技术不断地提高，基于ARM 的视频监控正越来越广泛的应用于学校，社区，酒店，网吧，医疗等各种各样地领域。

传统的视频监控系统布线复杂，设备庞大，智能化低，以及软硬件资源得不到充分的发挥。

而arm嵌入式系统的小型化、占用空间小、成本低廉、结构紧凑、支持无线网络等特点，使得利用S3C6410 的arm11+linux系统构成各种各样的无线网络数字监控系统具有广泛的应用价值。

2 系统整体设计2.1 硬件总体设计本系统采用韩国三星公司arm11 内核的S3C6410 作为微处理器，该款处理器体积小，尺寸仅相当于一个48mm*67mm 方块的大小，同时集成了丰富的接口，32 位数据总线和32 位外部地址总线，SROM 控制器、 SRAM 控制器、NAND 闪存控制器、64 个中断源的中断控制器、五个三十二位定时器、四个UART、四个DMA 控制器、STN 与TFT LCD 控制器、看门狗、IIS 音频接口、IIC-Bus 接口、两个USB host口、一个USB device 口、两个串行外围接口电路、三个SD 卡接口、camera_if 接口、TV_out 接口、MFC接口、2 路SPI、Touch Screen 接口，其主频可达800MHz，扩展总线最大频率133MHz.在此基本上，还进行了相关的扩展，引出了一个四线RS-232 串口，该串口用于开发主机与S3C6410 开发平台进行通信；配置了1GB 的NANDflash，用于存放嵌入式linux操作系统，应用程序和数据，128MB 的DDR 内存，用于存放运行程序，摄像头捕获的数据；扩展了一个WIFI 模块，用于开发平台与服务器传输视频数据，通过无线网络实现视频远程监控。

2.2 软件总体设计软件总体结构包括引导加载程序Bootloader、操作系统内核，设备驱动程序和应用层程序，其软件结构如图1 所示。

基于ARM的视频图像采集及无线传输系统

ＵＳｏｔ１７个Ｉ８通道ＡＢＨｓ、１／Ｏ、ＤＣ、触摸屏接口等。
２２嵌入式Ｌｎｘ系统Ｉｉｕ
１系统设计
本文所设计的系统主要是由ＵＢ图像采集子系统、ＲＳＡＭ
Ｌｎｘ系统是层次结构的且内核完全开放，可以根据应用ｉｕ
机结合，使得嵌入式图像采集和传输技术得到了快速的发展。
蓝牙技术能够在近距离内最廉价地将几台数字化设备链接成
网络，是网络中各种外围设备接口的统一桥梁。它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接，目前被认可的短距离无是线通信技术，被广泛应用于手机、电脑以及汽车免提系统。
的性能和灵活性。ＡＭ具有性能高、Ｒ成本低、能耗省等特点。￥Ｃ４０是三星公司生产的基于ＡＭ９０３２１Ｒ２Ｔ内核的１／２ｉ６３ｂｔ
ＲＳＩＣ架构的微处理器，的接口包括外部存储器控制器、Ｃ它ＬＤ
控制器、道ＤＭＡ控制器、道串口、ＣＩ线、４通３通ＨＯＳ总２端口
应用系统变得越来越复杂，需要这样一个嵌入式操作系统来支持，它是开发嵌入式应用系统的理想平台。Ｌｎｘ提供了完成嵌入功能的基本内核和所需要的所有用ｉｕ
器。摄像头采集现场视频数据通过ＵＳＢ传输至ＡＭ处理板，Ｒ在ＡＭ处理板上进行图像的处理，Ｒ然后通过蓝牙进行数据的
分拆的微内核到完整的服务器，支持所有的文件系统和网络服务。ｉｕ作为嵌入式系统，一个带有很多优势的新成员。它Ｌｎｘ是

基于ARM-Linux的图像采集和无线传输系统设计

ＸｃｌＰＡ７理器连接了一个６ＭｂｔＮＮｌ载程序和内核映像，并作为根文件系统，４ｙ６ＭｂｔｅＳＲＭ作为内存，ＳＩ接无线网卡，Ｓ２连接摄像头。系ＤＡＵＢ连ＵＢ
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１７ — ４．０００．１ｏ：０３６／．ｓ．６１１１２１．５０２ｓ０
基于ＡＭ－ｉｕＲＬｎｘ的图像采集和无线传输系统设计
田泽康，德华李
（中科技大学图像识别与人工智能研究所，汉４０７）华武３０４
图像采集和传输系统的硬件系统由开发板、ｂｙ３０ＷｅｅｅＶ００ＵＢ摄像头、Ｓ中兴ＭＦ７Ｕ无线网卡等构成，图２所示。６３如
ＤｅｉｎｏｓｇｆＡＲＭ－ｎｘ－ａｅｍａｅａｑｉｉｉｎ－ｕ－ｓｄｉｇｃｕｓｔｏＬｉｂａｄｒｌｓｒｎｍｉｓｏｓｓｅｎｗｉｅｅｓｔａｓｓｉｎｙｔｍ
摘要：绍了一种基于嵌入式ｌｕ介ｉｘ的实时图像监控系统的设计和实ｎ现方法。系统以ＸｃｌＰ２０处理器为核心，载ＵＳｓａｅＸＡ７搭Ｂ摄像头和无线网卡构成硬件平台。ＡｒＬｉｕ以ｍ－ｎｘ为软件平台。该平台上实现了在实时图像的采集，Ｅ４压缩和３无线传输。ＭＰＭＰＧ－ＧＥＧ－法的采４算用减小了网络的压力。节约了成本。随着３网络的不断发展，系又Ｇ本统将在３Ｇ时代有着广阔的应用前景。关键词：图像采集；入式系统；Ｃ嵌ＷＤＭＡ；Ａｍ－ｉｕｒＬｎｘ中图分类号：Ｔ２Ｐ７文献标志码：Ａ

基于ARM的无线数据传输系统设计

放人发送存储区中；然后ＬＣ１６Ｐ７６将ＴＸＣＲ＿Ｅ和Ｔ＿Ｎ置ＸＥ高，ｎＦ０使Ｒ９５开始传输，Ｒ９５启动射频部分电路，成数ｎＦ０完
２无线数据传输系统硬件设计
无线数据传输系统硬件以ＬＣ７６微控制器及其外围Ｐ１６部件为基础，过串口收发数据并控制无线传输模块。终通最达到系统要求。
第２０卷第２期
Ｖ０．０１２Ｎｏ２．
电子设计工程
ＥｌｃｒｎｃＤｅｉｎＥｎｉｅｔｏｉｓｇｇｎ
２１０２年１月
Ｆｂ２１ｅ．０２
基于ＡＲ的无线数据传输系统设计Ｍ
董旭宇．夏路易
（太原理工大学信息工程学院，山西太原００２）３０４
５２ｋ字节的闪存和６１４ｋ字节的ＳＡ．富的增强ＩＲＭ）丰／Ｏ端
Байду номын сангаас
口和联接到两条ＡＢ总线的外设。该板包含８通道１Ｐ２位的ＡＣ和１ＤＯ位的ＤＣ、Ａ４个通用１６位定时器、机控制Ｐ电ＷＭ
ｎＦ０Ｒ９５是ＮｒｉＶＬＩ司推出的单片射频收发器。ｏｃＳ公ｄ工作电压为１～．Ｖ，工作于４３ＭＨｚ８８ＭＨ、１ｚ３．３６９３、６ｚ９５ＭＨ个ＩＭ频段，频道转换时间小于６０ｓＳ５，最大数据速率为１０ｋｉｓｎＦ００ｂ／。Ｒ９５可以自动完成处理字头和ＣＣ循环冗余ｔＲ（

基于ARM嵌入式视频采集处理系统设计

口可访问ＧＯ７０Ｓ的内部ＲＡＭ。Ｏ７Ｂ
图１视频采集处理系统硬件结构
１１总线接口电路．ＩＣ总线上挂接的器件是视频转换芯片一Ｉ
１皂璺目箱高籍冠足足２足足足足２２￡宝足￡足足足
随着嵌入式技术的迅猛发展和视频图像处理技术工作。配置如图２所示。的广泛应用，各种嵌入式芯片如ＤＰＡＭ、ＯＳ、ＲＳＣ等被广泛应用于数码、防、安交通信号采集等领域。此外，射频技术日益成熟，采用射频技术进行无线通信设计为短距离无线数据传输提供了较好的解决办法，开是图２ＩＣ总线配置Ｉ发低成本、功耗的无线通信应用系统的较好选择。低ＨＰ（ｓ—ＰｓＩｔｒａｅ接口是主机与视频ＩＨｏｔｏｔｎｅｆｃ）本文通过对系统的深入的分析和理解，将嵌入式技术、压缩模块相连接的一个并行通信口，构建主从式是视频采集处理技术和射频技术相结合，设计了一种基系统，实现主机与从机通信的重要接口。于ＡＭ７芯片的嵌入式的移动视频采集处理系统。Ｒ由于视频压缩后的数据量仍然很大，而且需要１系统总体结构更快捷的方式进行数据交换，了解决速度这个瓶为本系统以ＬＣ２０为控制核心，过ＣＰ２１通ＭＯＳ颈问题，系统利用ＬＣ２０置打印机并口与外本Ｐ２１配摄像头采集的模拟视频信号首先通过ＳＡＡ７１Ｈ１３设进行通信。主机通过ＨＰ可以访问视频压缩芯Ｉ转换成标准的ＹＵＶ４２２格式数字信号；后由：：然片内全部的存储空间及地址空间映射的外设，而进ＧＯ７０Ｓ０７Ｂ进行ＭＰＧ～４压缩，缩后的数据被Ｅ压控制压缩芯片，现数据交换。通过配置ＬＣ２０实Ｐ２１ＧＯＴ０Ｓ０７Ｂ的ＨＰ控制器送往ＨＰ接口的数据缓ＩＩ／Ｉ工Ｉ６冲器中；最后ＬＣ２０从ＨＰ接口读取数据，通的ＩＯ口形成ＨＰ通信接口，作方式为ＨＰ１，Ｐ２１Ｉ并即复用的数据和地址总线为１６位。ＬＣ２０配置Ｐ２１过ＮｅｗＭｓ￣Ｒ１０模块进行传输。嵌入式的视ｇＦ１０ＨＰ接口方式如图３所示。ｗＲ、Ｄ和ＡＬｌＲＥ分别频采集处理系统的总体结构如图１所示。为总线方式的写、和锁存位，ＮＴ为外部中断位，读Ｉ压缩模块压缩完一帧图像后，过Ｉ通ＮＴ引脚产生中断，知ＬＣ２０读取数据，Ｐ２０通过ＨＰ接通Ｐ２１ＬＣ１Ｉ

基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计

基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计一、本文概述随着信息技术的快速发展和物联网的广泛应用，数据采集和无线数据传输在各个领域都发挥着越来越重要的作用。

基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计，以其低成本、高效率、易扩展等特点，受到了广泛关注和应用。

本文旨在探讨基于单片机的数据采集和无线数据传输系统的设计原理、实现方法以及在实际应用中的优势与挑战。

本文将首先介绍系统的整体架构，包括数据采集模块、单片机处理模块和无线数据传输模块的设计。

然后，详细阐述各个模块的工作原理和实现技术，包括传感器选型、数据采集电路设计、单片机选型与编程、无线传输协议选择以及数据传输的稳定性与可靠性保障等。

本文还将分析该系统设计在实际应用中的性能表现，如数据传输速度、传输距离、功耗等，并通过具体案例展示其在环境监测、智能家居、工业自动化等领域的应用效果。

文章将总结该系统设计的优点与不足，并对未来发展方向进行展望，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。

二、单片机基础知识单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、抗干扰能力强、性价比高等一系列优点，因此在工业控制、智能仪表、汽车电子、通信设备、家用电器、航空航天等许多领域得到了广泛应用。

单片机按照其内部结构可以分为多种类型，例如8051系列、AVR 系列、PIC系列、ARM系列等。

每种类型的单片机都有其独特的指令集、架构和外设接口，因此在使用时需要了解其具体的特性和编程方法。

在数据采集和无线数据传输系统设计中，单片机通常作为核心控制器，负责数据的采集、处理、存储和传输。

通过编程，单片机可以控制外设进行数据采集，如使用ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号，或者使用传感器接口读取传感器的输出值。

基于ARM11—Linux的视频采集传输系统的研究

采集点视频信息的接收。关键词：视频；采集；传输；无线网络；ＡＲＭｌｌ
中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ７７２０（２０１３）０８ — ００９１ — ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓａｋｉｎｄｏｆＡＲＭｌ１ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｉｄｅｏａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｉｔｒｅａｌｉｚｅｓ
应用函数等完成摄像头的采集；在传输系统方面，采用传输速度较快的ＷＩＦＩ — Ａｄ — Ｈｏｃ模式（端对端传输），依靠ＴＣＰ／ＩＰ协议的传输方式使采集端与家庭网关之间建立连接，成功实现家庭网关对各个分散
（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１４４，Ｃｈｉｎａ）
ｆｒｏｍｔｈｅｍａｉｎｆａｍｉｌｙｔｏｅａｃｈｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｏｏｍｇａｔｅｗａｙｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃａｍｅｒａ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｃｈｏｏｓｅｓＡＲＭ１１ｋｅｒｎｅｌ￥３Ｃ６４１０ａｓａｓｙｓｔｅｍｐｒｏｃｅｓｓｏｒａｎｄＣＭＯＳｃａｍｅｒａＯＶ９６５０ａｓａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｅｎｄ．ＩｔｂｕｉｌｄｓＬｉｎｕｘｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｅｓｉｇｎｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｏｒｆｍｗｉｔｈｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｒｎａｌＶ４Ｌ２ｐｒｏｖｉｄｅｄｄａｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｃａｍｅｒａ

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ARM和DSP的无线视频监控系统

￥Ｃ４０作为系统的主处理器，系统上电后，对３２１系统频率、相关１口、引脚配置、看门狗电路、时钟０以及相关中断进行初始化，然后开启数据传输进程与
Ｓｓｍｏｓｕｔｎ系统建设２ｙｔＣｎｔｃｉｅｒｏ１
与２音频串口复用；支持ＰＩＰ、ＩＣ总线等功个Ｃ、ＨＩ２能。ＤＭ６２围存储部分扩展了６Ｍ的ＳＲＭ，Ｊ４外４ＤＡ
本设计采用专门用于视频图像处理的ＤＰＳ与在通
通过主机接口ＨＩ与￥Ｃ４０进行通信，Ｐ３２１实现数据传
输和信息交换。在系统运行的过程中，Ｄ４Ｍ６２通过中断的方式定时向￥Ｃ４０提出数据传输的申请，经响３２１
应后将数据传输给￥Ｃ４０￥Ｃ４０接收到数据后，３２１，３２１
ｔａｓｔｅｏｔｅｓｒｅｈｏｇＧｅｗｏｋｈｅｈｒｗａｅａｄｓｆｗａｅｓｒｃｕｅａｄｄｓｇｈｕｈｒｏｒｎｍｉｔｄｔｈｅｖｒｔｒｕｈ３ｎｔｒ．Ｔａｄｒｎｏｔｒｔｕｔｒｎｅｉｎｔｏｇｔｗｅｅｂｔｈ
分为ＨＩ２ＨＩ６两种，为提高数据传输速率和充Ｐ３和Ｐ１
分利用系统资源，系统采用ＨＰ３Ｉ２模式。￥Ｃ４０与３２１
Ｄ４Ｍ６２的具体连接如图２所示。￥Ｃ４０的３３２１２根数据线ＤＴ３：和Ｄ４ＡＡ［１］０Ｍ６２的Ｈ的３Ｈ２条数据线Ｈ３：连接用来传输数据；Ｄ［１］０￥Ｃ４０的地址线ＡＤ４与ＨＰ的Ｈ／连接，用３２１ＤＲＩＲＷ于控制ＨＰ接口的读写操作；￥Ｃ４０的另外两根地Ｉ３２１址线ＡＤ３ＤＤ２则分别与ＨＩ的ＨＮＬ、ＤＲ、ＡＲＰＣＴ１

基于ARM9的无线视频监控系统的设计

据传输发送到接收端，再将视频数据通过Ｒ２２Ｒ４网络接口提交给监控Ｐ再由视频应用服务端将接收到的压Ｓ３／Ｊ５Ｃ；
缩数据帧重组并复合，而实现无线视频监控。系统结构简单、能可靠，从性具有广泛应用前景。
关键词：Ｍ；入式ＬｎｘＪＥ无线通信ＡＲ嵌ｉｕ；ＰＧ；
Ｌｎｘｅｅ里支持影像设备的一组ＡＩｉｒｌｕｋｎＰ。在Ｌｎｘｉ操ｕ作系统中，外部设备被作为设备文件来管理，从而使得对外部设备的操作就转变成对设备文件的操作。其采
集流程，网３见。
ＵＲ接口或是ＭＣ口，ＡＴＡ接将视频数据传输给视频监
作者简介：樊莉莉（９５）女，１８一，山西临汾人，在读硕士研究生，究方向为视频监控系统研
・
１９５・
第４（第１２）期总２期
机械管理开发
（１ｄｖｅｖ） ∥读取设备信Ｖ一ｅｉ３ｄ＿４ｃ｛｝息可以通过ｉｃ函数的ＶＤＯ．ｏｔｌＩＩＣ
能收发功能。３）发送／收数据处理：成对数据包接完的发送／收操作。４读取ＡＤ转换结果：Ｄ转换结接）／Ａ束以后，取ＡＤ转换结果数据，开始接受新的读／并
转换。
２４视频传输模块设计．
监控。１总体设计方案
图１无线视频监控系统结构图
整个系统分别由视频采集模块、线网络收发模无块、视频传输、视频监控ＰＣ等组成。其中视频采集模块包括：ＲＡＭ开发系统、Ｓ像头数据采集单元；ＵＢ摄无线网络收发模块主要是通过２４．Ｇ无线收发模块ｎＦ４１完成；频传输模块主要由ＡＭ系统及视Ｒ２０来视Ｒ频监控ＰＣ的ＭＡＣ和ＵＲＡＴ接口组成。整个系统以￥Ｃ４０核心的中央控制和数据处３２４为理中心，完成视频采集终端控制和视频图像压缩，将并数据编码后通过ＳＯ发送给ｎＦ４１线发射模块，ＩＲ２０无经过无线网络、Ｒ２０无线接收模块接收到数据，ｎＦ４１并将其提交给ＳＯ模块，３２４Ｉ￥Ｃ４０解码数据后，过通

基于ARM-Linux的无线视频监控系统的设计与实现

管理与维护
ＭＡＮＡＧＥＥＮ１ｔＡｆ ’ ＮＤＡＩＭＮＴＥＮ、ｒＥｊ
团
第１ＮＶ卷１０２１第期ｌｎＩ９９
．
１２
文章编：０５８５２Ｌ）１ —０６０１０－４１（ＯＯ２０４ —４
基于ＡＭ— ｉＬＲＬｎＩＸ的无线视频监控系统的设计与实现
ｇｏｓｔｃｒａｄｔｊｒｕｃｏｄｌ．ｈｅｄｄｅｄａｅｉｏｍｎｏｒｉｌｗｉｌｎｄｈｒｓｓｕｔｅｎｅｏｎｔｎｒｕｈｍａｆｉｍｏｕｅＴｅｍｂｄｅｓｈｄｏｉｒｅｎ，ｈｃｉｅｔｅｅｎｗｔｖｅｔｔｍａｈｍｐｍｅｅｔ
ｕｃｉｎｏｉｅｔａｈｒｎｇｏｎｎｄｔａｍｓｉｎ，ｎｄｔａｍｔｄｔｅｖｄｏｄａａｔｏｕｈｔｅＷｆｎｔｏｆｖｄｏｄａａｇｔｅｉ，ｃｄｉｇａｒｎｓｉｓｏａｒｎｓｉｅｈｉｅｔｒｇｈＬＡＮｕｃｅｓｌｙｔｈｓｃｓｆｌ．ｕＴｈＣｎｄｉｈｄｏｍｏｉｏｉｇｃｎｒｌｔｒｉｌｅＰｅｓｔｅｖｉｅｎｔｒｎｏｔｏｅｍｎａ，ｗｈｃｍｐｌｍｅｔｄｒｃｉｎｎｈｏｎｆｔｅｖｄｅｔ．ＴｈｓｉｈｉｅｎｅｅｅｖｉｇａｄｓｗｉｇｏｉｏｄａａｈｉＳｔｍｗａｉｉｈｒｌｂｌｔｎａｙｔｙｓｅｓｗｔｈｈｇｅｉｉｉａｙａｄｅｓｏｕｓ．ｏｈｔｅＴｈｒｕｇｈｅＳｓｅｔｓｉｇｔｅｒａ—ｉｆｕｅｔａｅｉｂｌｉｅｍｏｉｉｎｙｔｍｅｔｎ，ｅｌｔｍｅ，ｎｎｄｒｌａｅｖｄｏｈｌｎｔｏｒｇｐｉｔｅｗａｂｉｅｃｕｒｓｏｔｎｄ．ａＫｅｏｄｓｖｄｅｎｉｉｇ；ｍｂｄｅｎｘ；ＬＡＮ；ＭＰＥＧ一ｙｗｒ：ｉｏｍｏｔｎｅｅｄｄＬｉｕＷｏｒ４

基于ARM和Linux的网络视频采集传输方案的设计和实现

基于ARM和Linux的网络视频采集传输方案的设计和实现刘宇;车进【摘要】针对现有的视频采集设备占用较多空间,而且需要使用专用资源的情况,设计了一个基于嵌入式的网络视频采集传输方案.该方案采用ARM11为核心处理器,嵌入式Linux为软件平台,搭建嵌入式平台.将视频服务器MJPG-streamer移植到该嵌入式平台,实现图像的采集、压缩和传输,使用者可在Web浏览器中观察到远端的实时视频画面.实验结果表明,该方法能够很好地采集、处理和发送视频,实现远程观察实时的视频画面,且设备占用空间较小.【期刊名称】《宁夏工程技术》【年(卷),期】2014(013)001【总页数】4页(P30-32,36)【关键词】嵌入式系统;Linux;MJPG-streamer;视频图像采集【作者】刘宇;车进【作者单位】宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川 750021;宁夏大学物理电气信息学院,宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TN919.8;TP368.1在日常生活中，视频采集的应用场合很多，诸如门禁、安防、远程视频会议等.现有的视频采集设备，模块较多，在使用中要占用很多空间.因此，本文提出了一种基于B/S结构的嵌入式Linux的网络视频采集传输方案，该方案取代了以前占用空间较多的视频采集设备，而将图像采集、图像的压缩和编码以及网络传输集成到一个体积小、占用资源少的嵌入式系统中，通过远端的浏览器观察视频画面.1 总体设计本方案采用飞凌嵌入式公司出品的ARM11开发板TE6410作为硬件平台，Linux 操作系统作为软件平台，通过USB摄像头采集图像，然后利用MJPG-streamer 视频流服务器及其相关插件获取、处理图像[1]，并通过网络发送到用户平台，用户可以通过浏览器查看视频.方案整体结构见图1.图1 方案整体结构图2 方案硬件设计本方案主要采用ARM11开发板TE6410、USB摄像头和一台计算机.TE6410开发板搭载了三星公司出品的s3c6410核心板，主频高达533MHz，配有256 MB的DDR内存和4GB的NAND FLASH.TE6410开发板有3个串口，一个LCD扩展口，一个100 M网口.它标配的USB Host插口和USB Slave插口均为2.0标准，采用8位拨码开关选择不同的启动方式.外部扩展端口包括一个SD卡槽，一个Wi-Fi扩展接口，以及摄像头接口和J-TAG接口等.USB摄像头采用罗技公司的C270网络摄像头.采用一台运行Ubuntu12.10操作系统的计算机作为用户平台.方案硬件结构见图2.图2 方案硬件结构图3 方案软件设计本方案软件设计主要包括U-Boot，Linux内核，rootfs.yaffs2，MJPG-streamer 软件的修改和移植[2].方案软件框图见图3.U-Boot是在操作系统运行之前运行的一段小程序,用来完成硬件设备的初始化，从而将系统软硬件环境带到合适状态，为最终调用操作系统做好准备.编译好的U-Boot可以在TE6410开发板附带的光盘里找到.Linux内核采用3.0.1版本，该版本的内核包含USB摄像头的驱动和V4L2驱动框架[3].当内核烧写到开发板中，插上USB摄像头便自动识别.本方案采用rootfs.yaffs2作为TE6410的文件系统.rootfs.yaffs2是一个专门为NAND FLASH存储器设计的嵌入式文件系统，适用于大容量的存储设备，而且它是开源软件，所以采用rootfs.yaffs2作为文件系统[4].MJPG-streamer是一个开源项目，通过支持Linux-UVC的网络摄像头采集JPEG 图像，并且将采集到的图像流式传输成为M-JPEG视频流，通过网络传输给浏览器.它是一个可移植的Linux-UVC流媒体应用.之前，国外的嵌入式爱好者将MJPG-streamer项目移植到了Mini2440平台，并设立了一个名为mjpg-streamer-mini2440的开源项目.基于TE6410开发板，笔者在mjpg-streamer-mini2440开源项目的基础上进行拓展，使之能够移植到TE6410开发板上正常使用.图3 方案软件框图3.1 交叉开发环境的搭建TE6410开发板采用U-Boot作为引导程序、嵌入式Linux系统镜像（版本号为3.0.1）和rootfs.yaffs2文件系统.将这3个文件从开发板附带的光盘里复制到SD 卡中，SD卡插入开发板的SD卡槽，开发板设置为SD卡启动模式，启动开发板一键安装嵌入式Linux系统.交叉开发环境需要Linux桌面系统，选用Ubuntu12.10.首先在计算机安装VMware8.0虚拟机，在虚拟机中安装Ubuntu12.10；再在Uubuntu12.10中安装交叉编译工具链Arm-Linux-Gcc-4.3.2；之后使用VMware8.0自带的VMware-Tools实现虚拟机和主机的文件共享；最后将虚拟机设置为桥接方式使之能够上网，并将虚拟机和开发板设为同一网段后使用ping命令将虚拟机和开发板连通.3.2 MJPG-streamer移植过程将MJPG-streamer视频流服务器移植到TE6410开发板上运行，从而实现图像采集和网络传输，具体移植过程如下：(1)下载mjpg-streamer-mini2440项目源代码：mjpg-streamer-mini2440-read only，并放在ubuntu的一个文件夹中（比如/mnt/webcamera文件夹）. (2)进入 webcamera文件夹中，用 VI编辑start_uvc_yuv.sh 的内容[5]：执行以下命令进行编译链接并打包[6]：在当前目录下会生成mjpg-streamermini2440-bin.tar.gz.经过以上步骤，已将参数配置成适合TE6410开发板和USB摄像头的环境，将它复制到SD卡中.(4)在TE6410开发板上安装MJPG-streamer.将SD卡插入开发板的SD卡槽里，在开发板的终端输入以下命令安装MJPG-streamer：3.3 M-JPEG压缩算法研究与实现M-JPEG视频编码格式,把运动的视频序列当作连续的静止图像来处理，该压缩方式单独完整地压缩每一帧，在编辑的过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑.其主要特点是基本不考虑视频流中不同帧之间的变化，只单独对某一帧进行压缩.M-JPEG单帧压缩算法为JPEG算法，即把一幅图像分成8×8的方阵之后进行离散余弦变换（DCT）.离散余弦变换是将光强数据转换成频率数据，从而得知强度变化情况.因为人类视觉系统对图像的低频成分比对高频成分有更高的敏感度，因此如果对图像的高频成分进行量化，再还原成光强数据，尽管与原图像有些差异，但人眼难以分辨[7].JPEG压缩是有损压缩，损失的部分是人类视觉不容易觉察到的高频成分，节省大量需要处理的数据信息.以下就是JPEG所使用的二维DCT公式式中：f(i,j)为像素值，F(u,v)为变换系数，u,v为系数下标.在压缩时，将原始图像分成很多个8×8像素的图像数据块.之后，通过零均值化，将每个字节的值从0～255转为-128～+127，并以此作为离散余弦正变换FDCT(Forward DCT)的输入.FDCT将每个数据块的值换为64个DCT系数,第1个系数称为直流系数,而其余63个系数则称为交流系数.在解压缩时,经逆向IDCT(Inverse DCT)将64个DCT系数还原为8×8像素的数据块,然后组成完整图像[8].4 方案测试USB摄像头插入开发板的USB Host端口，开发板上电.首先，在超级终端下进入TE6410开发板，使用ping命令将虚拟机和开发板连通.之后，启动开发板上的服务器端.此时，MJPG-streamer启动，并且其输入组件通过USB摄像头采集JPEG 格式的图像，保存到内存中；网络服务器输出组件能够从内存中获取JPEG格式的图像，并将图像流式传输成为M-JPEG视频流，通过网络服务器发送给计算机.在虚拟机的Web浏览器中输入开发板IP地址发出访问请求，服务器收到访问请求后与客户端建立连接并将视频数据发送到客户端监听端口，用户可以在虚拟机的Web浏览器中观察到实时的视频画面.测试在Ubuntu12.10操作系统下完成，采集原始图像的格式为YUYV，分辨率为640×480，转换成JPEG格式图片的压缩率为0.8∶1.在此测试环境中，视频画面清晰、流畅，实时性好.本方案的测试对照结果见图4，图4a是开发板的液晶屏上显示的YUYV格式图像，图4b是用户平台的Web浏览器中显示的JPEG格式图像.图4 方案的测试对照结果5 结语本方案使用支持Linux-UVC的USB摄像头采集图像，采用飞凌公司出品的ARM11开发板TE6410和嵌入式Linux操作系统处理图像，通过移植MJPG-streamer视频流服务器，实现基于网络的视频采集传输.本方案是一种结构紧凑、占用空间很小的网络视频采集传输方案，不仅USB摄像头非常容易获得，而且充分利用现有的网络资源，不必使用额外的设备或资源.本嵌入式视频采集传输方案将在视频会议、交通监控等方面有很好的应用前景.参考文献:【相关文献】[1]杨宏，张志文.基于Web的嵌入式远程监控系统的研究与实现[J].计算机与数字工程，2012(10):70-72.[2]冯兴乐，王建建，张哲，等.基于嵌入式Linux的无线图像传输在车联网的应用[J].电视技术，2012(21)：156-159.[3]于艳萍，朱晓智，王中训.基于ARM9和USB摄像头的网络视频采集系统设计[J].现代电子技术，2011(24)：49-51.[4]陈毅辉，王存堂，钱帅杰，等.模糊智能控制在卷绕系统中的应用[J].机械设计与制造，2006(7)：146-148.[5]庄严，王骁，汤建敏.嵌入式C/C++系统工程师实训教程[M].北京：清华大学出版社，2011.[6]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京：人民邮电出版社，2009.[7]祝宁，叶念渝.JPEG图像文件格式的分析及应用[J].电脑与信息技术，1999(3)：21-24.[8]许刚，廖斌，李承毅.JPEG图像文件格式分析[J].计算机系统应用，1998(10)：37-39.。

基于ARM11的视频采集与编码系统的设计

基于ARM11的视频采集与编码系统的设计摘要：基于嵌入式技术的无线视频监控以其灵活性、高集成性、便捷性等诸多优点必将取代传统的有线视频监控。

针对目前视频监控的实际需求，结合嵌入式技术、图像处理技术，设计并实现了一种可靠性高、成本低的嵌入式视频采集及编码系统。

它是视频监控的前端，是无线视频监控系统的一个子系统。

系统选用S3C6410微处理器作为核心板的控制器，采用USB接口的摄像头进行采集，利用S3C6410的硬件编解码模块进行H.264编码。

根据系统的功能要求，开发了zc301摄像头和MFC的设备驱动程序，并采用内存映射方式和双缓冲思想编写了基于V4L的视频采集程序。

探讨了H.264的编码特性和码流结构，利用MFC驱动中的API函数，开发了基于H.264算法的视频编码程序。

测试表明，设计的系统视频采集效率高、图像连续性好、运行稳定。

关键词：嵌入式系统；ARM11；S3C6410；视频采集;视频编码；H.264ABSTRACT:In the future, Wireless video monitoring system based on embedded technology, with many advantages such as flexibility, integration, convenience and so on, will replace existing wired video monitoring system inevitably. Aiming at actual demand of present video monitoring, this paper designs and realizes a reliable and cheap embedded video capturing and compression system, with the combination of embedded technology and image processing technology. This system is the front end of video monitoring and a subsystem of wireless video monitoring system. This system chooses S3C6410 as the kernel board's controller uses the camera with USB interface to capture pictures and encodes the video data using the codec of S3C6410. According to functional requirements of the system, device drivers of MFC and zc301 camera are developed, and video capturing application based on V4L using Memory Mapping and the idea of the double buffer are also developed. After a brief study on the feature and stream structure of H.264, video encoding application based on H.264 with the MFC driver’s API is completed. The test shows that this system has a high efficiency to capture video data, has good continuity for pictures and can run stably.KEY WORD：Embedded system; ARM11; S3C6410; Video capturing; Video encoding; H.264引言视频具有表达客观事物直观、生动、形象，信息丰富等优点，它在各行各业的应用日益受到人们的关注。

基于ARM9远程视频监控系统实现

基于ARM9的远程视频监控系统的实现摘要：本文是基于实际情况而研究开发的一套嵌入式远程视频监控系统。

该系统采用嵌入式处理器作为控制平台，运用无线网络传输技术实现远程通信。

随着网络通信技术和多媒体视频技术的发展，嵌入式视频监控技术正向集成化、网络化和多媒体化方向发展，并且被广泛应用于各个领域。

本文是基于实际情况而研究开发的一套嵌入式远程视频监控系统。

该系统采用韩国三星公司的s3c2410高性价比嵌入式处理器作为控制平台，采用 ime6400视频编码芯片进行视频编解码，运用无线网络传输技术实现远程通信。

一、arm处理器介绍arm(advanced risc machines)处理器是由英国arm公司研发出来的一套处理器体系。

arm是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、低能耗的risc处理器，开发了许多相关技术及软件。

其技术具有性能高、成本低和能耗省的特点，适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、dsp和移动式应用等。

1、arm处理器特点arm处理器已经成功地广泛应用于无线通信、工业控制、消费类电子产品、网络产品等领域，并且保持持续增长的势头。

目前，基于arm 技术的微处理器应用约占据了32位risc 微处理器75％以上的市场份额。

采用risc架构的arm微处理器一般具有如下特点：(1)体积小、低功耗、低成本、高性能；(2)thumb(16位)/arm(32位)双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；(3)用寄存器，指令执行速度更快；(4)数据操作都在寄存器中完成；(5)方式灵活简单，执行效率高；(6)长度固定。

2、arm处理器结构(1)risc体系结构传统的cisc(complex instruction set computer，复杂指令集计算机)结构有其固有的缺点，即随着计算机技术的发展而不断引入新的复杂的指令集，为支持这些新增的指令，计算机的体系结构会越来越复杂，然而，在cisc的指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊，大约有20%的指令会被反复使用，占整个程序代码的80%，而余下的80%的指令却不经常使用，在程序设计中只占20%，显然，这种结构是不太合理的。

基于ARM的数字图像采集与传输系统设计

ＶｄｏＬｕｉｅ４ｉｘ是Ｌｎｘ的影像串流系统与嵌入式影像系统的基ｎｉｕ
本系统硬件包括发送端和接收端两个部分，接收断硬件电
路结构如图１所示：括ＳＣ４Ｏ处理器、Ｓ３包３２１Ｒ２２接口、ＴＧＪｌＡ
２１内核模块加载．
接口、Ｊ４Ｒ一５接口、ＤＲＡ、ｌｈ电源、ＳＳＭＦｓ、ａＵＢ接口。各接口功能分别介绍如下：ＳＵＢ接口设计简单，主要用于连接视频采集模块和无线通讯模块，频采集模块选用ＯＶ１。Ｒ２２串口视５１Ｓ３用于人机交互及低速数据的收发，应用电平转换芯片Ｍ × ２Ａ３３
ＷｅｄｓｇｅｉｉｌｍａｅａｑｉｔｎａｄｔｎｍｉｓｎｓｓｅｗｈｈｉｂｓｄｏＭ（３４）ａｄＡＲＬｕｍｂｄｅｉｎｄａｄｇｔｇｃｕｉｏｎｒｓｓｉｙｔｍｉｓａｅｎＡＲＳＣ２１ａｉｓｉａｏｃ０ｎＭ－ｉｘｅｅ・ｎ
进行流畅的播放，同时还可以完成视频图像的截取、储以及录像等功能。存
关键词：Ｒ图像采集，线通讯，入式ＬｕＡＭ，无嵌ｉｘｎ
Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ａｉｉｇｔｗｉｍｎａｄｅａｐｐｉｔｎｏｈｐｅｅｔａｄｏｎｒｌｅｃｉｓｓｅｌｉｆｔｅｒｖｎｉｃａｏｏｎｎｃｔｏｓｕｒｙｙｔｍｓ，ｄｅｓｒｅｉｃｙｔｔｖｉｏｕｖｌｌｅｓｓｅｍｓａｎａｎａｉｖｓｉｎ．ｄｍｃｈｎｅｉｏ

基于ARM的无线视频网络系统研究与实现

近年来，监控系统需求的日益增多，加速了视频压缩技术和网络技术在监控领域的应用.视频监控系统从传统的模拟录像向全数字化方向发展，当前视频监控的主流是以视频服务器为核心的全数字化远程自动监控模式[1].而全数字化监控系统正朝着嵌入式和无线化方向发展，即利用嵌入式系统对数字视频进行压缩、传输和控制，并利用无线网络技术将数字视频信号传输与共享.与上一代的视频监控系统相比，嵌入式无线视频监控系统具有体积小、成本低、通行便利、稳定性高、实时性好等特点[2].为此，笔者提出一种基于ARM 的无线视频网络系统的解决方案.1系统硬件总体构架整个硬件系统基于S3C2410A 处理器，64M 的SDRAM ，和64M 的NandFlash.板上外接图像传感器MI360，通过A/D 转换解码芯片SAA71l1和以及JPEG 压缩芯片ZR36060与控制器相接，作为视频源[3].在S3C2410A 上装载和运行嵌入式Linux 操作系统.通过以太网控制芯片CS8900经由网络传送至后台PC ，或将压缩后的数据交由无线网络设备PRISM —2芯片组发送至网络.嵌入式视频监控系统主要由服务器端和客户端组成.服务器端包括图像采集驱动程序模块、视频数据采集压缩模块、视频数据网络传输模块[4].服务器端的主要功能为：数字压缩芯片SAA7111[5]将图像传感器M I360采集的RGB 原始图像数据压缩、编码后输出为JPEG 格式的二进制位流，由Linux 视频子系统video 4Linux 采集，采用遵循UDP 协议的IP(多)传播方式，将采集的一帧JPEG 图像的二进制位流通过RJ45接口发送到浏览器的客户端.客户端的主要功能为：在微处理器S3C2410A 的嵌入式Linux 系统上移植嵌入式WEB 服务器Boa ，在编写的Active X 控件中实现与视频监控系统服务器端进行网络通信、视频图像显示等功能，并通过WEB 服务器发布.这样，通过浏览器访问WEB 服务器的IP 就可以实现对远端现场进行实时监控的目的.在系统前端外接一红外传感器，利用人体发出的红外辐射进行触发，即只在人体入侵时启动视频抓拍，可提高系统的智能化和减低系统功耗.2嵌入式WEB 服务器的关键技术Linux 下嵌入式Web 服务器主要有三个：Httpd 、Thttpd 和Boa.Httpd 是最简单的一个Web 服务器，它的功能最弱，不支持认证和CGI.Thttpd 和Boa 都支持认证和CGI 等，功能比较全.Web 服务器通过Http 协议与监控端浏览器软件进行信息交互，提供其他应用程序模块的接口以及视频数据浏览界面和图像传感器控制界面.此外，它还要对监Vol.28No.3M ar.2012赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）基于ARM 的无线视频网络系统研究与实现梁玉清，张自军（蚌埠学院计算机科学与技术系，安徽蚌埠233030）摘要：嵌入式Web 的无线视频网络系统采用AR M9微处理器作为主控芯片，利用扩展视频图像采集模块和无线网络模块，实现视频数据的采集及无线发送功能.利用Linux 良好的网络支持，建立boa Web 视频服务器，采用CGI 标准和Java applet 技术，可以跨平台，安全方便地实现对现场实时视频监控.关键词：无线网络；CGI ；Boa Web ；嵌入式系统中图分类号：TP752.1文献标识码：A文章编号：1673-260X（2012）03-0026-03第28卷第3期（上）2012年3月基金项目：安徽省教育厅自然科学研究项目(KJ2010B105),安徽省教育厅自然科学研究项目(KJ2009B047)图1系统硬件总体构架图26--控端的访问权限进行控制，过滤监控端的请求和控制信息，处理多个监控端的请求和控制的同步和优先级问题.本系统选择适合于嵌入式系统的Boa WEB服务器.2.1Boa Web服务器的建立Boa是一个单任务的Http服务器[6]，支持能够实现动态WEB技术的CGI技术，源代码开放、性能高.同时服务器程序本身所占空间很小，因而十分适用于嵌入式系统，建立Boa WEB服务器包括以下几个步骤：（1）编译boa Web服务器源代码从下载boa-0.94.13.tar.gz文件，然后在boa/src目录下编译生成boa文件，该文件即为boa Web服务器执行文件.（2）配置boa Web服务器Boa启动时将加载一个配置文件boa.conf，在boa程序运行前，必须首先编辑该文件，并将其放置在src/defines.h文件中的SERVER_ROOT宏定义所定义的缺省目录，或者在启动boa时使用参数“_c”指定boa.conf的加载目录.在boa.conf文件中需要进行相应的配置，并在Port<integer>指定boa服务器运行端口，通常确省端口为80.ServerName<server-name>：服务器名字.DocumentRoot<directory>：HEM L文档根目录，使用绝对路径，如“/mnt/jffs2/Web”，如果使用相对路径，则它是相对与服务器根目录.ScriptAlias，指定CGI程序所在目录.2.2Linux下Web动态页面的实现目前有许多种不同的实现动态Web页面的技术，如CGI(Common Gateway Interface)、ASP、PHP 和JSP等，而在Linux下实现动态Web采用CGI更为合适.本系统采用了CGI来实现动态WEB技术[7]，CGI规定了Web服务器调用其他可执行程序(CGI 程序)的接口协议标准，提供WEB服务器一个执行外部程序的通道.WEB服务器通过调用CGI程序实现和浏览器的交互，也就是CGI程序接受浏览器发送给WEB服务器的信息，进行处理，将响应结果再回送给Web服务器及浏览器.CGI程序实际上是服务器端的一段外部程序，它由客户端请求执行，执行的结果通过HTM L的形式返回给客户端.而这个外部程序，需要编译成可执行文件，才能在服务器上运行.浏览器将用户输入的数据送到Web 服务器，Web服务器将数据使用STDIN送给CGI 程序，在执行CGI程序后，使用STDOUT输出HTML形式的结构文件，经WEB服务器送给浏览器，并显示给用户.原则上CGI程序可以用任何程序设计语言编写，如Shell脚本语言、Perl、C语言等，但是用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高（因为C语言程序是编译执行且不可被修改）等特点，因而选择C语言来编写CGI程序，将编写好的CGI程序CGI-test放在boa.conf定义的CGI-bin目录下，然后启动boa服务器，CGI 程序就能被正确地执行.CG I程序通常分为以下两部分：（1）根据POST方法或GET方法从提交的表单中接受数据（2）用printf()函数来产生HTM L源代码，并将解码后的数据正确地返回给浏览器.CG I程序的主要功能如下：（1）lanstate.CGIlanstate.CGI负责解析本地网络配置文件，显示当前网络信息并生成可供用户配置的页面.（2）monitor.CGI启动视频采集模块，和Java applet协同工作，把采集压缩后的视频图像返回到主页面，在没有注销关闭之前，不停的刷新视频图像以达到动态的效果.2.3嵌入式数据库mySQL在本系统中，用户信息的存储，用户的登录登出，视频设备参数的存储与查询，视频文件的存储与查询等，都需要一个嵌入式数据库.由于mySQL 是一款优秀的嵌入式数据库，体系结构小巧，占用系统资源少，特别适合在嵌入式Linux系统中使用.同时，mySQL提供专门的API函数，使得用C语言编写的CGI程序可以与mySQL的数据库引擎进行通信，所以使用mySQL作为本系统的后台数据库.2.4Video4LinuxVideo4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为市场上很多视频摄像头提供了一组通用的编程函数，同时它也提供了音频、电视广播信号的解码器以及帧消隐数据接口函数[8].其驱动程序图2Boa服务器体系27--中需要提供基本的I/O操作接口函数open、close、read、write以及ioctl的实现.利用V4L对摄像头的编程需要两个很重要的系统调用，分别是ioctl()调用和mmap()调用.（1）ioctl()调用：ioctl系统调用的功能就是通过打开的文件描述符对各种文件尤其是字符设备文件进行控制，完成特定的I/O操作.（2）mmap()调用：mmap调用的功能是实现内存映射，即将指定文件或对象的一部分映射到内存中去.这样可以通过访问特定的内存区域来直接对文件或对象进行存取.与read和write调用相比，这种I./O方式的效率要高得多.对持续采集大量图像数据的摄像头来说，用mmap的内存映射方式来传送数据，更能体现效率.2.5Linux下的Socket通信在Linux下主要通过提供Socket API进行网络编程.所谓socket(套接字)，由协议地址及l6位端口号组成.网络程序通过socket和其他几个函数的调用，会返回一个通信的文件描述符，通过向描述符读/写操作实现网络之间的数据交流.int socket(int domain,int type,int protocol)int bind(int sockfd,struct sockaddr*my_addr, int addrlen)int listen(int sockfd,int backlog)int accept(int sockfd,struct sockaddr*addr, int*addrlen)int connect(int sockfd,struct sockaddr*serv_ addr,int addrlen)int recv(int sockfd,void*buf,int maxbuf,int op-tions)int send(int sockfd,void*buffer,int msg_len,int options)作为服务器进程，调用listen和accept函数在线侦听客户请求.由于服务器需要与客户端进行全双工通信，因此和客户端所在传输层采用的连接是TCP.同时又由于多个客户端的并发请求的可能，因此服务器端需要设计成并发模式.实现并发模式的途径有两种：在接到新的客户请求时采用多进程或者是多线程.由于本系统是嵌入式系统，多进程之间的调度耗费处理器资源太大，所以宜采用多线程实现并发设计.线程A负责图像的采集，线程B负责侦听客户端的请求.当线程B侦听到客户端的请求时，则另外创建一个新的线程B1，B1只负责与该客户端进行通信.B1解析客户端的请求内容，由于线程A采集到的图像是存放在frame_buffer所指定的缓冲区内，而线程B1也要访问该缓冲区.所以每个线程对frame_buffer所指定的缓冲区需要通过互斥量mutex进行互斥访问.TCP服务器可通过以下步骤构建：（1）通过函数socket()建立一个套接口（2）通过函数bind()绑定一个地址（IP地址和端口地址）.进一步确定服务器的位置，使客户端知道如何访问.（3）通过函数listen()监听（listen）端口的新的连接请求.（4）通过函数accept()接受新的连接.3结语本文给出了基于B/S模式的嵌入式视频监控系统的服务器端关键问题的研究及实现方法.实验结果表明嵌入式网络服务器具有很强的实时性和交互性，在保证视频传输实时性的同时提高了视频的质量，监控效果，图像稳定、流畅.随着计算机技术、网络技术的高速发展，人们对视频监控系统的要求会不断提高.相信嵌入式视频监控服务器在很多方面将有广阔的应用前景.———————————————————参考文献：〔1〕柳亚东,路林吉.嵌入式视频监控服务器的设计[J].微型电脑应用,2009,25(7):28-36.〔2〕陈文祥,孟利民.新型嵌入式视频监控系统的设计[J].电子器件应用,2008,10(2):56-58.〔3〕方仕雄,李奇，等.基于WEB的视频监控系统的实现[J].工业控制计算机，2002,15(3):37-38.〔4〕王国伟,宋铁成，等.基于嵌入式Web Server的视频监控服务器[J].计算机工程,2005（31）:202-204.〔5〕Philips Semiconductors.SAA7113H9－bit video input processor[M].1999.3-4.〔6〕钟玉琢，等.流媒体和视频服务器[M].北京:清华大学出版社,2003.181-197.〔7〕刘伟.CGI技术全面接触[M].北京:清华大学出版社,2001.57-72.〔8〕郭耸,洪炳镕,陈凤东.基于Linux和Web服务器网络视频监控系统[J].哈尔滨商业大学学报, 2005,21(6)：736-738.28 --。

基于ARM的无线音视频监控系统设计

ｒｓｉｇ，ｕｉｅｆｒｗｉｌｓｒｎｓｓｉｅｓｎｓｔａｂｌｏｒｅｓｔａｍｉｓｏｎ．ｅ
Ｋｅｗｏｒｓ：ｙｄＡＲＭ，ｄｉａｄｉｏａｕｏｎｖｄｅｍｏｎｔｉＷｉＣＥ，ｉｎｇ，ｎｏｒＧＰＲＳ
传统的有线监控系统有诸多的不便，如布线、空间条件比受
运动补偿不仅支持以前的编码格式的关键技术，而且还添加了更多的功能。在开放源码ＭＰＧ一Ｅ４编码软件中，择ｆｅ选ｍｐｇ为系
系统，其特殊性，了提筒运行有为
效率，所有驱动皆为动态链接库形式，驱动中可以调用所有标准的在ＡＰ。驱动是基本驱动结构，的Ｉ流它接口为一组固定的流接口函数，具有通用性。接口驱动程序可以通流
Ａ９Ｃ７控制器使用１个音频控制连接器与Ａ９Ｃ７解码器。控制器发送高保真ＰＣＭ数据到解码器。码器里的数模转换器把音解频信号转换为模拟的音频波形。同样，制器从解码器里接受高控保真ＰＭ数据和单声道麦克风数据，贮存到存储器。麦克风Ｃ并
王强（岛理工大学自动化工程学院，东青岛２６２）青山６５０
摘要介绍了一种基于ＡＲＭ硬件平台和ＷｉＣＥ软件平台的无线音视频监控系统设计方案。该设计应用三星公司的ｎ