基于arm11的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、萬方數(shù)據(jù)NETWORKVIDEOMONITORINGSYSTEMDESIGNBASEDONAI泓11ThesisSubmittedtoZhejiangNormalUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringbyXiangpmgHuang(ComputerapplicationTechnology)ThesisSul："Prof．ShuibaoYullleSlSSuoervls

2、or：t'rotlaulOaoMarch26，2014萬方數(shù)據(jù)基于A跚”的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要是通過網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)攝像頭傳輸?shù)囊曨l流，通過解碼、顯示、存儲(chǔ)等，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、預(yù)覽、報(bào)警等功能?，F(xiàn)階段，市場上的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要是在NVR(網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī))、IPC(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))、超大容量硬盤(一般是3塊以上3T硬盤)、液晶顯示器組成的硬件框架上，以網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、GUI(圖形用戶界面)技術(shù)、視頻編解碼技術(shù)、嵌入式技術(shù)及存儲(chǔ)技術(shù)為核心，通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)方案。整個(gè)方案的體積大，可移動(dòng)性差，布

3、線困難且價(jià)格昂貴；其后端NVR一般用高端的ARMA9雙核架構(gòu)設(shè)計(jì)，前端IPC采用ARM9架構(gòu)設(shè)計(jì)。由于雙核的A9芯片價(jià)格較高，一般用在對(duì)視頻質(zhì)量要求較高的場合，如政府、超市、學(xué)校等。而針對(duì)家庭等視頻質(zhì)量要求較低的場合，這類視頻監(jiān)控還較少。有一些用ARM9芯片做后端的低端產(chǎn)品，性能又很有限?，F(xiàn)階段用ARMI1架構(gòu)做視頻監(jiān)控的，國內(nèi)就更少了。目前，ARM9架構(gòu)的芯片與ARMll架構(gòu)的芯片在價(jià)格上已經(jīng)相差不大，然而ARMl1架構(gòu)的芯片比ARM9架構(gòu)的芯片，在功能上要強(qiáng)很多。在此背景下，本文選取ARMll架構(gòu)中的

4、$3C6410芯片，以linux操作系統(tǒng)為平臺(tái)，支持通過WIFI傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于ARMIl的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與ARM9架構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比較，其成本相差不大、體積較小、可方便移動(dòng)。本文分析了選擇S3C6410作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)主控芯片的優(yōu)勢(shì)，并根據(jù)視頻監(jiān)控的功能需求，選取了飛凌公司的0K6410開發(fā)板為硬件平臺(tái)。由于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能模塊較多，整個(gè)系統(tǒng)比較龐大，本文簡潔的介紹了其中一些非關(guān)鍵功能模塊的實(shí)現(xiàn)流程，詳細(xì)介紹了研究的關(guān)鍵模塊。本系統(tǒng)建立了嵌入式交叉編譯環(huán)境及裁剪lin

5、ux內(nèi)核，移植了Tslib、FreeType、FFmpeg三個(gè)開源軟件庫，開發(fā)了兩個(gè)linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：TFT觸摸屏觸摸輸入功能設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，萬方數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)顯示功能的幀緩沖設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?，F(xiàn)階段，針對(duì)大部分嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是采用16個(gè)bit位顯示一個(gè)像素的顏色值，該系統(tǒng)開發(fā)了一個(gè)像素采用32個(gè)bit位的顯示設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，這樣能夠顯示的顏色值會(huì)大量增加，圖像的失真也會(huì)相應(yīng)減少。另外，對(duì)于圖形用戶界面技術(shù)，市面上已經(jīng)有QT、miniGUI等功能完備的GUI技術(shù)，雖然這些GUI也有免費(fèi)的版本(學(xué)習(xí)或交流)

6、，但用在商業(yè)上，都要收取授權(quán)費(fèi)用的?；谝陨线@點(diǎn)，本系統(tǒng)開發(fā)了一個(gè)簡單的GUI，該GUI利用幀緩沖設(shè)備控制圖像在液晶屏上的顯示，使用Tslib庫獲得觸摸屏的輸入信號(hào)，以及使用FreeType庫獲取顯示文字的位圖信息，實(shí)現(xiàn)了用戶和機(jī)器的交互。另外，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一套信號(hào)與槽機(jī)制，利用這種機(jī)制能夠有效處理GUI頁面與頁面、頁面與控件之間復(fù)雜的信息傳遞過程。還值得一提的是，本系統(tǒng)開發(fā)了采集攝像頭視頻數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序在linux下的V4L2(videoforlinuxtwo)攝像頭驅(qū)動(dòng)程序框架下運(yùn)行，實(shí)

7、現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的效果。最后，通過FFmpeg庫對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，降低了傳輸視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求，同時(shí)又減少了錄像時(shí)占用的大量i／o資源。系統(tǒng)用簡單的往存儲(chǔ)設(shè)備寫文件的方式實(shí)現(xiàn)抓圖、錄像功能。在此基礎(chǔ)上結(jié)合網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的傳輸實(shí)現(xiàn)整個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵宇：嵌入式系統(tǒng)；linux：幀緩沖；GUIII萬方數(shù)據(jù)NETWORKⅥDEOMONITORINGSYSTEMDESIGNBASEDONAI洲11ABSTRACTNetworkmonitoringismainlythroughthenetwor

8、ktoreceivevideostreamingfromremotenetworkcameras．Bydecoding，display，storage，toachievestorage，preview,alarmandotherfunctions．Today，NetworkvideomonitoringsystemismainlyconsistsofNVR(networkharddiskvideorecorder)，[PC(w