【摘要】：人類通過視覺獲得的圖像信息在人們從外界獲得的信息量中所占的比例超過70%,是人類從外部物質(zhì)世界獲得信息最主要的來源。由圖像所提供的信息量和信息的準確程度,是語言和文字描述遠遠不能達到的。視頻監(jiān)控系統(tǒng)因其所提供的圖像信息具有直觀、生動、豐富、準確等特點,在現(xiàn)代社會中得到了廣泛的應(yīng)用,給人們的工作和生活帶來了極大的便利。隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛,人們對視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能的要求越來越高。然而傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在著很大的局限性,如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性不高、價格昂貴而且傳輸距離受限等。 嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心,以計算機為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪的專用計算機系統(tǒng),適用于對功能、成本、體積、可靠性、功耗有特殊要求的場合。近年來,隨著各種嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善,嵌入式設(shè)備的功能越來越強大,被廣泛應(yīng)用與工業(yè)制造、過程控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、儀器儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備以及消費類電子產(chǎn)品等各個領(lǐng)域。 隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)不斷向數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展,基于嵌入式技術(shù)的視頻監(jiān)控技術(shù)作為一種先進的、廉價的視頻監(jiān)控技術(shù),為視頻監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)提供了一種全新解決方案。與采用集總式架構(gòu)的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比,基于嵌入式技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)有許多優(yōu)勢：完全的數(shù)字化,直接從攝像機輸出經(jīng)過處理的數(shù)字化視頻數(shù)據(jù)；采用分布式架構(gòu),結(jié)構(gòu)更加合理,擴展功能比較容易；智能化和網(wǎng)絡(luò)化功能強大,嵌入在攝像機內(nèi)部的微處理器和操作系統(tǒng)使攝像機具有強大的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信能力；數(shù)據(jù)安全,可對采集到的視頻信號進行加密處理,還可以在視頻信息中加入數(shù)字水印,保證其安全性。 本文結(jié)合嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)和無線傳輸技術(shù)設(shè)計一種體積小巧、成本低廉、穩(wěn)定性好的嵌入式數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用S3C6410微處理器作為控制核心,Windows CE6.0為操作系統(tǒng),使用USB攝像頭采集圖像數(shù)據(jù),利用S3C6410內(nèi)部集成的多媒體編解碼單元進行H.264格式編碼壓縮,并利用無線網(wǎng)絡(luò)進行視頻數(shù)據(jù)傳輸,管理人員可在接收端通過客戶端軟件查看接收到的視頻。 本課題需要完成以下工作： (1)搭建硬件平臺,為了加快研發(fā)進度,本課題的硬件平臺采用核心板與底板分離的形式,選用廣州友善之臂計算機有限公司生產(chǎn)的基S3C6410處理器的Tiny6410核心板,通過在底板上擴展串口USB接口、SD卡接口等開發(fā)調(diào)試必要接口來搭建系統(tǒng)的硬件平臺。圖像采集模塊選用集成中星微301PLUS主控芯片的USB攝像頭,無線傳輸模塊使用基于Ralink2070芯片USB無線網(wǎng)卡,安裝和維護都十分方便。 (2)研究Windows CE6.0操作系統(tǒng)的工作原理,在三星公司提供的參考BSP的基礎(chǔ)上開發(fā)針對本課題目標硬件平臺板級支持包,將Windows CE6.0操作系統(tǒng)移植到目標硬件平臺,并完成相關(guān)硬件設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計。 (3)分析Windows CE6.0操作系統(tǒng)的流接口驅(qū)動程序模型及其USB系統(tǒng)軟件架構(gòu),實現(xiàn)驅(qū)動程序的入口點函數(shù)和流接口函數(shù),完成USB攝像頭驅(qū)動程序的開發(fā)。 (4)分析Platform Builder6.0的目錄結(jié)構(gòu)和使用Platform Builder6.0定制WindowsCE6.0操作系統(tǒng)的方法和流程。根據(jù)課題的需要選擇相應(yīng)的組件,定制符合要求的專用操作系統(tǒng)。將編譯生成的操作系統(tǒng)的映像文件寫入目標硬件平臺的Flash存儲器,啟動系統(tǒng)測試操作系統(tǒng)和硬件平臺的兼容性和穩(wěn)定性。 (5)深入研究S3C6410處理器內(nèi)部多格式編解碼器的工作原理,參考三星公司提供的H.264編碼驅(qū)動程序,完成服務(wù)器端視頻采集、編碼與傳輸模塊的軟件開發(fā)。 (6)完成客戶端視頻數(shù)據(jù)接收、解碼和顯示軟件的設(shè)計。 在實際測試過程中,在50米內(nèi)的空曠環(huán)境中,當分辨率選擇640*480、幀率選擇25時,客戶端仍可接收并顯示出較為流暢的視頻畫面,實際接收幀率仍在25幀左右,可以滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。在有墻壁等障礙物阻隔的情況下,系統(tǒng)的性能有所下降,丟包率增多,實際接收幀率在20幀左右,基本達到預(yù)期的目標,可以滿足普通家庭和小型企業(yè)等對視頻監(jiān)控設(shè)備性能要求不太高但對成本比較敏感的用戶的要求。
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【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP277;TP368.1

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 董曙光;基于WinCE的多通道食品安全檢測儀的設(shè)計[D];中南林業(yè)科技大學;2013年

2 姚金波;基于WEC7系統(tǒng)的平板計算機的研究與實現(xiàn)[D];武漢理工大學;2013年

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本文編號：2408648