基于嵌入式Linux视频监控系统毕业论文

基于嵌入式Linux的视频监控系统的软件设计

基于嵌入式Linux的视频监控系统的软件设计

1、引言

随着计算机技术及网络技术的迅猛发展，公安、安防行业的发展趋势必然是全面数字化、网络化.传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：传输距离有限、无法联网,而且模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质（如录像带)，查询取证时十分烦琐。

基于个人计算机的视频监控系统终端功能较强,但稳定性不好,视频前端（如电压耦合元件等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂，可靠性不高．基于嵌入式Ｌiｎux视频的网络监控系统不需要用于处理模拟视频信号的个人计算机，而是把视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时多任务操作系统．

由于把视频压缩和Wｅｂ功能集中到一个体积很小的设备内,可以直接连入局域网,即插即看，省掉复杂的电缆,安装方便(仅需设置一个IＰ地址）,用户也无需安装任何硬件设备,仅用浏览器即可观看。ﻫ基于嵌入式Liｎｕｘ的视频网络监控系统将嵌入式Linux系统连接上Ｗeｂ，即视频服务器内置一个嵌入式Wｅb服务器，摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内置的Wｅb服务器上。ﻫ

2、绪论

视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统.视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合.近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,涌现出大量的嵌入式视频监控系统。

2．１视频监控系统概述

视频监控是利用机器视觉和图像处理的方法对图像序列进行运动检测、运动

目标分类、运动目标跟踪以及对监视场景中目标行为的理解与描述.其中，运动检测、目标分类、目标跟踪属于视觉中的低级和中级处理部分,而行为理解和描述则属于高级处理。运动捡测、运动目标分类与跟踪是视频监控中研究较多的三个问题;而行为理解与描述则是近年来被广泛关注的研究热点,它是指对目标的运动模式进行分析和识别,并用自然语言等加以描述。

２．2视频监控系统发展

视频监控技术的发展大致可分为四个阶段:闭路电视系统构建的模拟系统、数字信号控制的模拟视频监控系统、数字硬盘录像设备为核心的视频监控系统和现在的数字网络视频监控系统。

第一代视频监控系统是采用闭路电视系统构建的模拟系统,通过摄像机、监视器、磁带录像机等构成I甜.由于模拟矩阵很难做到数十路的切换，不能与报警系统联动，不能对前端进行控制且价格昂贵、操作管理复杂、很难实现较大系统的要求,已经逐渐被淘汰。

第二代视频监控系统是数字信号控制的模拟视频监控系统。数字信号控制的模拟视频监控系统又分为基于微处理器的视频切换控制加PC机的多媒体管理和基于PＣ机实现对矩阵主机的切换控制及对系统的多媒体管理两种类型。

第三代视频监控系统是以数字硬盘录像设备为核心的视频监控系统.90年代末,随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展，数字录像监控系统迅速崛起。

数字监控录像系统通常分为两类:一类是基于PC机组合的计算机多媒体工作方式;另一类是嵌入式数字监控录像系统．

1.基于PC的视频监控录像系统的组成结构为:

兼容/工控ＰＣ机+视频采集卡＋普通／较可靠的操作系统平台+应用软件从系统的组成结构来分析:

a、PC机

兼容PC机用于2４小时不间断工作时，其性能通常是不可靠的,工控PC 机相对兼容Pc机的稳定性有一个档次上的提高,适用于较复杂的工作环境;

b、操作系统

以Windows 98为操作平台的系统：一般来说,Win９8的稳定性是有一定

问题的,如果同时应用软件又不是很规范，这样就容易在使用过程中出现工作稳定、死机等问题,而基于PC机的视频监控录像系统其软件的实现是在Wiｎdｏｗs９5/98／NT等通用操作系统上，同时系统文件、应用软件和图像文件都存储在硬盘上，视频处理必须高密度输入大量数据,同时硬盘要进行多工工作,普通的硬盘逻辑(如Windoｗs的FAT3２)已无法适应,以致极易产生系统的不稳定性，造成死机现象;

c、应用软件

采用简易应用软件的系统是不能够应用安防领域的,视频监控系统的应用软件能力上应支持多任务并发处理，如监视、录像、回放、备份、报警、控制等的多工处理能力;

d、视频采集卡

视频监控录像系统通常均为多路输入系统，视频采集卡可采用多卡方式,也可采用单卡方式。一般说,单卡方式集成度高，稳定性会优于多卡方式,很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件冲突,其稳定性会有较大的影响。目前市场上也有部分为追求高帧数而设计采用多卡进行迭加的多路单卡设备,但其仍在计算机的总线上进行传输、处理,PＣI总线将是系统的瓶颈,不可能会有质的飞跃.

2.2嵌入方式的数字监控录像系统

嵌入式系统的优缺点

a、系统为专用系统，所以系统小，指令精简,处理速度快

ｂ、系统数据置于ＲOM/ＦLASH ＭＥMＯRY,调用速度快,不会被改变,稳定性好

Ｃ、系统处理实时性好，性能稳定

ｄ、文件管理系统更适合于大量的视频数据

ｅ、该类系统目前四路以上机型还较为少见

f、在网络功能、音视频同步等方面也难令人满意。

第四代视频监控系统一数字网络视频监控系统

1.数字网络视频监控系统的原理

数字网络视频监控系统16Ｊ的关键设备是网络视频信号采集终端（也被称为视频服务器)，网络视频信号采集终端采用嵌入式实时多任务操作系统.摄像机

送来的视频信号在网络视频信号采集终端数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到网络接口发送到网络上ｌ刀，网络上用户可以直接用在PC机上用浏览器观看网络视频信号采集终端传送过来的摄像机所拍摄的图像,授权用户还可以通过计算机网络透过网络视频信号采集终端控制摄像机镜头和云台的动作或对系统进行配置操作．由于把视频压缩和网络功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网,达到即插即用，省掉多种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个坤地址),用户也无需安装任何硬件设备,仅通过PC机用浏览器即可观看。

2．数字网络视频监控系统与其它监控系统的比较

a、布控区域广阔

. 数字网络视频监控系统的网络视频信号采集终端直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制,同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念,扩展布控区域。

b、系统具有几乎无限的无缝扩展能力

所有设备都以IP地址进行标识,增加设备只是意味着口地址的扩充。

c、可组成非常复杂的监控网络

采用基于网络视频信号采集终端为核心的监控系统，在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大的不同，由于视频信号采集终端输出已完成模拟到数字的转换并压缩,采用统一的协议在网络上传输,支持跨网关、跨路由器的远程视频传输。

ｄ、性能稳定可靠,无需专人管理

视频信号采集终端实际上基于嵌入式电脑技术,采用嵌入式实时多任务操作系统，又由于视频压缩和网络功能集中到一个体积很小的设备内,直接连入局域网或广域网,即插即看,系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高,也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。

e、当监控中心需要同时观看较多的摄像机图像时,对网络带宽就会有一定的要求。

2视频监控系统的应用概括来说，目前视频监控系统应用领域主要有以下一些方面：