【摘要】：視頻監(jiān)控系統(tǒng)能將監(jiān)控現(xiàn)場的信息實(shí)時(shí)、快速的傳輸?shù)奖O(jiān)控客戶端，被廣泛應(yīng)用于交通、辦公大樓等場所。通過對目前國內(nèi)外常見監(jiān)控系統(tǒng)的分析，嵌入式監(jiān)控平臺穩(wěn)定好、性能高、功耗低，能有效實(shí)現(xiàn)圖像的采集、編解碼以及網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的方向，因此，開展基于嵌入式平臺的視頻監(jiān)控技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在研究和分析嵌入式ARM9微處理器芯片S3C2410功能和嵌入式操作系統(tǒng)Linux的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。論文主要工作如下： 1、設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM9的嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)組成框架，并描述了系統(tǒng)的工作原理和流程。 2、對ARM9的核心處理器S3C2410與存儲器SDRAM和FLASH的接口電路設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了討論。由于在監(jiān)控系統(tǒng)中要用到采集、傳輸?shù)裙δ�，所以對S3C2410與網(wǎng)卡芯片DM9000、芯片RS232和USB接口電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。 3、給出了嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)流程，著重對Linux內(nèi)核的組成、文件組織及配置方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對內(nèi)核進(jìn)行了配置，使內(nèi)核支持S3C2410開發(fā)板；此外，對嵌入式系統(tǒng)文件的創(chuàng)建方法進(jìn)行了詳細(xì)描述，并采用Busybox軟件創(chuàng)建了系統(tǒng)必備的和自己所需的文件系統(tǒng)。 4、在Linux內(nèi)核中成功添加了USB攝像頭的驅(qū)動程序，保證攝像頭的正常使用，并遵循Video4Linux下的視頻編寫流程實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的采集。 5、在分析JPEG壓縮算法原理的基礎(chǔ)上，針對壓縮過程中DCT變換運(yùn)算量大的問題，對算法進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)思想是對量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，將二維DCT變換轉(zhuǎn)換為兩個(gè)連續(xù)一維DCT變換，采用AAN快速算法，從而減少運(yùn)算量。通過對比壓縮重構(gòu)后的圖片發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)的JPEG方法不但運(yùn)算量最少，而且不影響圖片的質(zhì)量。 6、在分析TCP和UDP通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，采用UDP協(xié)議下的Socket通信實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器端(ARM9平臺)和客戶端(用于顯示的PC機(jī))的正常通信，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了客戶端接收數(shù)據(jù)的解壓縮和圖像的顯示。
【圖文】：

系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)框圖如圖 3.2 所示。該系統(tǒng)平臺采用 Samsung 公司推出的處理器S3C2410A，S3C2410A 提供了如下內(nèi)部設(shè)備：分開的 16KB 的指令 Cache 和 16K 數(shù)據(jù)Cache，MMU 虛擬存儲器管理，LCD 控制器，支持 NAND Flash 系統(tǒng)引導(dǎo)，系統(tǒng)管理器(片選邏輯和 SDRAM 控制器)，3 通道 UART，4 通道 DMA，4 通道 PWM 定時(shí)器，I/O 端口，RTC，8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口，IIC-BUS 接口，USB 主機(jī)，USB 設(shè)備，SD 主卡&MMC 卡接口，2 通道的 SPI 以及內(nèi)部 PLL 時(shí)鐘倍頻器。在處理器豐富資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)的配置和擴(kuò)展，雙 100M EtherNet 網(wǎng)卡(由兩片DM9000AE 構(gòu)成的雙網(wǎng)卡，一般只用其一)，4HOST/ 1 DEVICE USB 接口 (從 CPU的主USB口擴(kuò)展為4個(gè)，USB從口保持處理器本身的1個(gè))，3 UART/TrDA(2個(gè)RS23串口，另有 1 個(gè) RS485 串口，1 個(gè) IrDA 收發(fā)器)[5]。可以看出 S3C2410 集成度很高，方便對數(shù)據(jù)的處理和存儲，而且體積小，功耗低可靠性高，，具有豐富的外圍擴(kuò)展口，很方面對功能的擴(kuò)展。

第三章 視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺設(shè)計(jì)3.2.1S3C2410 存儲控制器與存儲器接口分析S3C2410 存儲控制器提供了訪問外部設(shè)備所需的信號，它具有如下特征：數(shù)據(jù)存儲在存儲器的方式可以通過軟件設(shè)置成大端和小端兩種方式，系統(tǒng)的存儲空間分成 8 個(gè) bank，每個(gè) bank 的大小為 128M 字節(jié)，共 1G 字節(jié)，采用 nGCS[7:0] 8個(gè)通用片選信號選擇 8 個(gè) bank 區(qū)，圖 3.3 是 S3C2410 復(fù)位后的存儲空間分布圖；bank0到 bank5 的開始地址是一定的，用于 ROM 或 SRAM；bank6 和 bank7 用于 ROM、SRAM或 SDRAM，bank6 地址也是固定的，bank7 的開始地址是 bank6 的結(jié)束地址，起始地址和大小編程可變；所有內(nèi)存塊的訪問周期都可編程，外部 Wait 擴(kuò)展了訪問周期；除了 bank0，其余的存儲段可以通過程序控制存取的位數(shù) 8/16/32；支持 SDRAM 的自動刷新和省電模式等[6]。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TN948.6;TP368.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2558460