基于arm的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計畢業(yè)論文

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1、課題名稱基于ARM的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計專業(yè)電子信息工程23摘要隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，以及人對安全防范意識的逐漸加強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為人們在生產(chǎn)、生活中必不可少的一個部分。特別是近年來，隨著計算機技術的發(fā)展、寬帶的普及、圖像處理技術的提高，視頻監(jiān)控在越來越廣泛地滲透到教育、娛樂、醫(yī)療、運動等各個領域。視頻監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)成為當今可視化領域的一個新的開發(fā)熱點。許多應用領域對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高更新的要求，如何經(jīng)濟有效地實現(xiàn)特定環(huán)境所需的監(jiān)控功能，給我們提出了新的課題。本文設計和實現(xiàn)了基于ARM9和Linux操作系統(tǒng)的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻圖像的采集、壓縮和傳輸。文章結合嵌入式技術、圖像

2、壓縮技術和網(wǎng)絡技術，設計了一種基于嵌入式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本文首先研究了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢，詳細分析了嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理和性能要求，提出了系統(tǒng)的設計的總體方案。在硬件設計方面，系統(tǒng)采用三星公司的$3C2410A作為嵌入式處理器，配合外圍硬件電路構成嵌入式核心板。系統(tǒng)采用模塊化設計方案，將硬件劃分為三大模塊：主控器與儲存器模塊；電源時鐘復位電路模塊；外圍接口電路模塊。在論文中對各個部分進行了詳細的介紹。完成了核心板的硬件設計后，接下來介紹如何構建嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟件平臺，包括成功的移植Linux操作系統(tǒng)；嵌入式Linux下USB接口攝像頭驅動的接口和實現(xiàn)。最后在基于嵌

3、入式Linux系統(tǒng)的平臺上完成應用程序的設計，完成視頻圖像的采集、壓縮、傳輸，這部分主要完成的工作有：如何使用Vide04LinuxAPI庫函數(shù)實現(xiàn)圖像采集；如何實現(xiàn)視頻的軟件壓縮；如何保證視頻流數(shù)據(jù)的實時傳輸。本文實現(xiàn)了一種體積小、成本低廉、數(shù)字化的監(jiān)控解決方案。該系統(tǒng)可滿足監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸可靠性和實時性的要求，具有廣泛的應用價值。231.緒論當今社會是一個高速發(fā)展的社會，信息獲取的方便快捷可以使我們領先一步并創(chuàng)造出巨大的利益，而我們或許信息的一個重要途徑就是眼睛。在人的感官中有80%是來自是覺[1]。圖像時客觀事物的形象、生動的描繪，是直觀而具體的信息表達方式，是人類重要的信息載體。隨

4、著科學技術的快速發(fā)展和人民物質生活水平的提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其直觀、方便和信息內容豐富的特點，日益受到人們的青睞，并在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。生活中有電梯監(jiān)控，門禁，車庫監(jiān)控等等。電訊行業(yè)有基站監(jiān)控，銀行系統(tǒng)又柜員機監(jiān)控，林業(yè)部門有火情監(jiān)控，交通方面有違章監(jiān)控和流量監(jiān)控等。1.1嵌入式系統(tǒng)簡介嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)是計算機的一種應用形式，通常指嵌入在宿主設備中的微處理機系統(tǒng)。它所強調的是：隱藏計算機的常見形式，輔助寄宿主設備，使宿主設備的功能智能化。據(jù)此，通常把嵌入式系統(tǒng)定義為一種以應用為中心，以計算機為基礎，軟硬件可以剪裁，適用于系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有

5、嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)011。嵌入式系統(tǒng)有如下共同點：(1)功能專一：專門為某一特定應用系統(tǒng)而設計；(2)結構緊湊：嵌入式系統(tǒng)結構必須特別的緊湊，從而達到小體積，高性能，低成本，低功耗；(3)智能靈活及實時性：要對不同的情況做出不同的反應，同時必須實時地給出計算的結果并進行實時控制。(1)硬件環(huán)境硬件環(huán)境是整個嵌入式操作系統(tǒng)和應用程序運行的硬件平臺，不同的應用通常有不同的硬件環(huán)境。在做嵌入式設計的時候要根據(jù)不同的性能需求設計不同的底層硬件。(2)嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)控制著應用程序編程與硬件的交互作用，保證系統(tǒng)的運行以及各種操作的實現(xiàn)。它為應用程序提供了一個軟件平臺。嵌入式操作系統(tǒng)具

6、有相對不變性。23(3)嵌入式應用程序運用程序運行于操作系統(tǒng)之上，利用操作系統(tǒng)提供的機制完成特定功能的嵌入式應用。不同的系統(tǒng)需要設計不同的嵌入式應用程序。1.2課題背景課題來源于電梯網(wǎng)絡視屏監(jiān)控系統(tǒng)，電梯網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)由位于控制柜中的服務器、客戶端組成，實現(xiàn)一個具有視頻采集壓縮及傳輸功能的可以直接接入以太網(wǎng)的網(wǎng)絡攝像機基本過程是：電梯發(fā)生故障時，維護人員在客戶端上撥號接通服務器，由于服務器實時采集電梯內的視頻圖像，并通過以太網(wǎng)傳送給客戶端，維護人員可以通過監(jiān)控客戶端來實現(xiàn)電梯內的監(jiān)控。1.3論文主要內容和結構安排針對監(jiān)控系統(tǒng)中的關鍵技術進行分析，本文將重要研究一下內容（1）嵌入式操作系統(tǒng)的

7、實現(xiàn)在ARM微處理器上運行嵌入式操作系統(tǒng)，可以為上層軟件的開發(fā)提供統(tǒng)一的接口，方便系統(tǒng)功能的進一步擴展升級。（1）圖像信號的采集與壓縮通過伸向頭采集視頻數(shù)據(jù)后，再進行視頻圖像壓縮。選用合適的視頻圖像壓縮方式對遠程監(jiān)控的效果有很大的影響。MJPEG視頻壓縮方式對視頻數(shù)據(jù)信號采用幀內壓縮，而不進行幀間壓縮，容易實現(xiàn)，成本較低[6]。（1）視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸嵌入式Linux系統(tǒng)具有完整的TCP'/IP協(xié)議，因此，可