嵌入式課程設(shè)計(jì)---嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1、<p>　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院</p><p><b>　　通信工程</b></p><p><b>　　嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　成員名單：</b></p><p>　　嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)</p><p>

2、<b>　　背景與原理：</b></p><p>　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其能夠?qū)崟r(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)視控制對(duì)象的特性廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)管理、銀行監(jiān)控和交通安防等重要領(lǐng)域。特別當(dāng)今社會(huì)生活水平的不斷提高以及計(jì)算機(jī)的普及，家庭小型監(jiān)控系統(tǒng)的需求量也越來越大</p><p>　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像壓縮技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)的不斷發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)也在快速變化和發(fā)展中。目前這幾種技術(shù)結(jié)合

3、嵌入式技術(shù)催生了全新的基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)是把攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過嵌入式視頻編碼器直接轉(zhuǎn)換成IP數(shù)字信號(hào)。嵌入式視頻編碼器具備視頻編碼處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)控制等強(qiáng)大功能，直接支持網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，使得監(jiān)控范圍達(dá)到前所未有的廣度。</p><p>　　目前，基于嵌入式多媒體技術(shù)和B/S架構(gòu)的分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)成為信息網(wǎng)絡(luò)的一種最普遍應(yīng)用的信息交互平臺(tái)。借助以太網(wǎng)和Inte

4、rnet技術(shù)，把嵌入式系統(tǒng)連接至Internet上，就可以方便、低廉的把信息傳送到世界的任何一個(gè)地方，實(shí)現(xiàn)資源的共享，從而使人們有能力解決以前在極有限的資源下很難解決的問題，為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了有利的條件。由此可見，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景，由它替代當(dāng)前普遍應(yīng)用于PC的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)己成為必然趨勢(shì)。</p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)是在開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)，在開發(fā)板進(jìn)行文件編譯并把相關(guān)

5、文件拷到開發(fā)板內(nèi)核；配置硬件環(huán)境。在系統(tǒng)框架架構(gòu)成功之后由網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行視頻采集，最后在網(wǎng)頁上顯示出來。</p><p><b>　　開發(fā)環(huán)境：</b></p><p>　　ARM2410cl開發(fā)板</p><p>　　PC機(jī)一臺(tái)，USB攝像頭</p><p>　　Vmware Workstation</p>

6、<p>　　ARM-LINUX交叉編譯開發(fā)環(huán)境</p><p><b>　　監(jiān)控流程：</b></p><p>　　系統(tǒng)由視頻采集終端（攝像頭）采集視頻資料，用嵌入式視頻處理模塊處理采集的信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端顯現(xiàn)攝像頭所監(jiān)控的信息（視頻）。</p><p>　　視頻采集終端為：可接至開發(fā)板上的帶有USB接口的攝像頭<

7、/p><p>　　視頻處理模塊為：s3c2410cpu（arm9）的開發(fā)板，運(yùn)用嵌入式web服務(wù)器boa和視頻服務(wù)器spcaserv</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)：通過以太網(wǎng)網(wǎng)卡連接到Internet網(wǎng)絡(luò)（實(shí)驗(yàn)中測(cè)試使用的為局域網(wǎng)內(nèi)部）</p><p>　　監(jiān)控終端：PC機(jī)瀏覽器（使用B/S模式）</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)分析：

8、</b></p><p>　　本系統(tǒng)由攝像頭、嵌入式WEB服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控端組成。攝像頭用來采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻。嵌入式WEB服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)</p><p>　　控系統(tǒng)的核心，其主要功能包括：為監(jiān)控端提供WEB訪問頁面；對(duì)監(jiān)控端的訪問進(jìn)行有效性、安全性檢查；響應(yīng)監(jiān)控端的請(qǐng)求，為監(jiān)控端提供所需要的視頻圖像；接收監(jiān)控端的控制信息，經(jīng)過軟硬件轉(zhuǎn)換后對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控制。

9、每個(gè)服務(wù)器有自己的IP地址，在監(jiān)控端可以通過瀏覽器界面訪問服務(wù)器。監(jiān)控端的功能則是顯示現(xiàn)場(chǎng)視頻。</p><p>　　二、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：</p><p><b>　　編譯Boa</b></p><p>　　編譯內(nèi)核：進(jìn)入armlinux#make menuconfig. 在arm linux的kernel目錄下make men

10、uconfig， 首先選擇Multimedia device->下的Video for linux， 然后 USB support ---> USB Multimedia devices 選項(xiàng)下應(yīng)該有 <M> USB SPCA5XX Sunplus Vimicro Sonix Cameras，要把它配置成module。</p><p>　　#make clean //刪除以前的編譯結(jié)

11、果：#make dep //依賴編譯#make#make Image //形成vmlinux#/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-objcopy -O binary -S vmlinux linux.bin //形成linux.bin// /usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-objcopy 在交叉編譯工具的安裝目錄中的一個(gè)工具#gzip -v9 linu

12、x.bin //形成linux.bin.gz#/mkimage -A arm -O linux -C gzip -a 0x20008000 -e 0x20008000 -d linux.bin.gz uImage //把linux.bin.gz文件變?yōu)樽罱K的影像文件uImage//G:\FFT-9200\標(biāo)準(zhǔn)配置光盤\fft-U-boot\編譯\fft-uboot-1.0.0\tools\mkimage在linux-2.4.19-

13、rmk7/driver/usb/spca5xx目錄下生成spca5xx.o，</p><p>　　移植視頻采集程序servfox：解壓servfox-R1_1_3.tar.gz，將目錄中的Makefile.arm文件，修改為名為Makefile即可。再make。將生成的servfox掛載到開發(fā)板。#mknod /dev/video0 c 81 0 //不寫這一步，會(huì)出現(xiàn) ERROR opening V4L

14、interface錯(cuò)誤。這一步的意思是：創(chuàng)建一個(gè)USB攝像頭設(shè)備文件/dev/video#./servfox -g -d /dev/video0 -s 320x240 -w 7070// -g :直接從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)// -s :servfox上顯示的視頻窗口的大小// -w : 服務(wù)器端口</p><p>　　客戶端spcaview ：make生成目標(biāo)文件在PC上，spcaview –w 192.16

15、8.0.121:7070就可以看到攝像頭采集來的圖片了</p><p>　　解壓后，還會(huì)產(chǎn)生<http-java-applet>,此是WEB客戶端。將java目錄拷到boa服務(wù)器的/var/www目錄下。目標(biāo)板啟動(dòng)boa服務(wù)器，在windows瀏覽器下訪問：http://192.168.0.121/java/index-sample.html。就可以在線視頻監(jiān)控。</p><p&g

16、t;　　重新燒寫有boa配置文件的根文件系統(tǒng)</p><p>　　制作分文件系統(tǒng)：mkcramfs root root.cramfs</p><p>　　燒寫根文件系統(tǒng)用超級(jí)終端：</p><p>　?。?）通過超級(jí)終端連接arm開發(fā)板，重啟arm開發(fā)板電源，根據(jù)提示進(jìn)入vivi。</p><p>　?。?）在vivi下輸入指令load fl

17、ash root x</p><p>　　（3）在菜單欄選擇傳送文件，然后選擇制作的根文件系統(tǒng)root.cramfs,等待傳送完畢。</p><p>　　制作視頻監(jiān)控服務(wù)器servfox</p><p>　　掛載Boa和Servfox</p><p>　　在虛擬機(jī)中打開終端輸入指令minicom進(jìn)入開發(fā)板，將boa文件和srvfox文件掛載到

18、arm機(jī)上(已將這兩個(gè)文件放入arm2410cl文件中，掛載目標(biāo)文件目錄為/mnt/nfs)：</p><p>　　虛擬機(jī)IP為:192.168.0.110</p><p>　　ARM開發(fā)板IP為：192.168.0.121</p><p><b>　　掛載：</b></p><p>　　在var文件夾下創(chuàng)建boa的目錄

19、文件</p><p>　　將spcaview-20061208文件夾中的http-java-applet文件夾的內(nèi)容全部拷貝到arm系統(tǒng)端的/var/www/目錄下，將生成的servfox 下載到開發(fā)板上</p><p>　　/var/www 這個(gè)是我們的html 文件存放的目錄</p><p>　　/var/www/cgi-bin 這個(gè)是CGI 程序存放的目錄&l

20、t;/p><p>　　/var/log/boa/error_log 這個(gè)是boa 服務(wù)器存放錯(cuò)誤日志的地方</p><p><b>　　操作指令：</b></p><p><b>　　掛載攝像頭驅(qū)動(dòng)</b></p><p><b>　　指令：</b></p><

21、p><b>　　建立設(shè)備節(jié)點(diǎn)：</b></p><p>　　指令：mknod /dev/video0 c 81 0</p><p><b>　　運(yùn)行boa</b></p><p><b>　　命令：./boa</b></p><p>　　輸入ps查看運(yùn)行是否成功</

22、p><p><b>　　運(yùn)行servfox</b></p><p>　　插入攝像頭后終端中顯示如下：</p><p><b>　　運(yùn)行servfox</b></p><p>　　開發(fā)板上服務(wù)器運(yùn)行完畢，打開瀏覽器192.168.0.10。</p><p>　　由于資源有限，在最后

23、檢查時(shí)我們沒有分配到攝像頭，但是監(jiān)控的框架已經(jīng)顯示出來。連接攝像頭即可使用。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過一周的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多：其中涉及到vivi燒入、系統(tǒng)的掛載、QT用戶交互式界面的設(shè)計(jì)、程序的編寫與調(diào)試、web監(jiān)控網(wǎng)頁的開發(fā)、視頻監(jiān)控服務(wù)器的搭建等及整體調(diào)試。通過對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)掌握和小組成