本文關(guān)鍵詞：基于Linux的嵌入式無線視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當(dāng)今社會,人們安防意識逐漸增強(qiáng)。由于公共安全的迫切需要,實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會生活的各個方面,如道路交通、商業(yè)管理、小區(qū)安防、校園監(jiān)控、金融保衛(wèi)等。當(dāng)前使用最多的視頻監(jiān)控系統(tǒng),是基于視頻服務(wù)器的數(shù)字有線監(jiān)控,一些需要遠(yuǎn)程監(jiān)控的場合,還會將監(jiān)控信號接入互聯(lián)網(wǎng)。這種有線監(jiān)控的突出優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定、圖像顯示清晰,但也存在著價格昂貴、布線復(fù)雜、對硬件設(shè)備依賴性強(qiáng)等不足,這在一定程度上制約了有線監(jiān)控系統(tǒng)的普及和應(yīng)用。近些年,隨著Wifi、4G等無線通信方式的普及,數(shù)據(jù)傳輸方式有了更多選擇,同時隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)也有了更多選擇。視頻監(jiān)控設(shè)備正向著低成本、小型化、易安裝等方向發(fā)展,安放點(diǎn)的位置將不再受制于苛刻的布線要求。這剛好為一些對圖像質(zhì)量要求不嚴(yán)格且監(jiān)控布點(diǎn)較多的應(yīng)用場合提供了理想選擇。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種嵌入式視頻監(jiān)控設(shè)備,它集圖像采集、數(shù)據(jù)壓縮、無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送于一體。通過Wifi連接,使用Firefox瀏覽器可在顯示終端上看到實時的視頻圖像。系統(tǒng)的硬件平臺,采用以S3C2440為核心處理器的ARM開發(fā)板,配有64M的SDRAM和256M的Nandflash。用攝像頭作為視頻采集設(shè)備,Wifi網(wǎng)卡作為無線發(fā)射設(shè)備,兩者都采用USB接口。軟件上,采用開源可裁剪的Linux做為系統(tǒng)軟件,設(shè)計并優(yōu)化了攝像頭和Nandflash驅(qū)動程序,以實現(xiàn)精簡內(nèi)核大小和加快代碼執(zhí)行速度的目的。移植Uboot作為引導(dǎo)程序,用busybox制作了根文件系統(tǒng)。應(yīng)用軟件方面,移植Mjpeg-streamer完成數(shù)據(jù)的采集及傳輸,其中利用libjpeg庫對原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行了JPEG格式的編碼壓縮。為了解決軟件壓縮造成的CPU負(fù)載過高的問題,本設(shè)計又對JPEG編碼算法中的離散余弦變換、哈夫曼編碼以及量化部分進(jìn)行了創(chuàng)新優(yōu)化。實驗結(jié)果顯示:系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,通過智能手機(jī)和PC機(jī)都可以清楚流暢的顯示實時視頻圖像,實現(xiàn)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。待以后微處理器和硬件材料的更新?lián)Q代,稍加改進(jìn),將具有良好的通用性和推廣意義,必將在局部實時監(jiān)控領(lǐng)域占有一席之地。
【關(guān)鍵詞】：視頻監(jiān)控 嵌入式系統(tǒng) Linux V4l2 JPEG
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN948.6
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 視頻監(jiān)控技術(shù)的概述8-10
• 1.2.1 發(fā)展歷程8-9
• 1.2.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展方向9-10
• 1.3 課題的研究背景和意義10
• 1.4 總體設(shè)計方案10-13
• 1.4.1 嵌入式系統(tǒng)介紹11-12
• 1.4.2 硬件方案及選取理由12-13
• 1.4.3 軟件平臺13
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容13-16
• 1.5.1 優(yōu)化創(chuàng)新14
• 1.5.2 章節(jié)安排14-16
• 第2章 引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)16-33
• 2.1 引導(dǎo)加載程序16-18
• 2.1.1 Bootloader介紹16-17
• 2.1.2 開發(fā)板硬件資源17-18
• 2.2 U-boot介紹18-19
• 2.3 U-boot的工作流程19-25
• 2.3.1 第一階段19-20
• 2.3.2 第二階段20-25
• 2.4 U-boot功能的優(yōu)化25-26
• 2.5 U-boot移植及其分析26-32
• 2.5.1 開發(fā)板相關(guān)26-27
• 2.5.2 相關(guān)時鐘設(shè)置27-28
• 2.5.3 增加支持燒寫yaffs2映像文件28-32
• 2.6 本章小節(jié)32-33
• 第3章 系統(tǒng)存儲器讀寫功能的實現(xiàn)33-42
• 3.1 Nandflash硬件知識33-34
• 3.1.1 Nandflash的內(nèi)部結(jié)構(gòu)33
• 3.1.2 Nandflash的寫機(jī)制33-34
• 3.2 Nandflash驅(qū)動的編寫34-39
• 3.2.1 塊設(shè)備驅(qū)動框架34-36
• 3.2.2 Nandflash驅(qū)動框架36-38
• 3.2.3 Nandflash的優(yōu)化38-39
• 3.2.4 具體代碼的實現(xiàn)39
• 3.3 文件管理機(jī)制39-41
• 3.3.1 根文件系統(tǒng)的介紹39-40
• 3.3.2 常見根文件系統(tǒng)40-41
• 3.3.3 yaffs2根文件系統(tǒng)的制作過程41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 USB攝像頭驅(qū)動的設(shè)計實現(xiàn)42-56
• 4.1 USB驅(qū)動42-45
• 4.1.1 USB規(guī)范42-44
• 4.1.2 USB硬件接口44-45
• 4.2 內(nèi)核USB驅(qū)動工作原理45-47
• 4.2.1 整體框架45
• 4.2.2 設(shè)備驅(qū)動的調(diào)用過程45-47
• 4.3 V4l247-52
• 4.3.1 V4l2簡介47-48
• 4.3.2 V4l2的框架分析48-51
• 4.3.3 V4l2的數(shù)據(jù)讀取51-52
• 4.4 V4l2驅(qū)動的優(yōu)化創(chuàng)新52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 無線傳輸功能的實現(xiàn)56-66
• 5.1 Wifi網(wǎng)卡驅(qū)動的實現(xiàn)56-57
• 5.2 Wifi模塊的基礎(chǔ)知識57-59
• 5.2.1 Wifi模塊的STA和AP模式57
• 5.2.2 認(rèn)證和加密57-59
• 5.3 移植Wifi正常工作的相關(guān)軟件59-62
• 5.3.2 移植hostapd使Wifi處于AP模式59-61
• 5.3.3 移植dhcp使得Wifi網(wǎng)卡動態(tài)分配IP61-62
• 5.4 功能優(yōu)化——實現(xiàn)AP模式的自動設(shè)置和IP地址的自動分配62-65
• 5.4.1 實現(xiàn)原理62-64
• 5.4.2 編寫mdev.conf配置文件64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第6章 視頻數(shù)據(jù)壓縮66-78
• 6.1 相關(guān)壓縮標(biāo)準(zhǔn)介紹66-67
• 6.2 JPEG編碼壓縮技術(shù)67-70
• 6.2.1 JPEG編碼介紹67
• 6.2.2 具體算法詳述67-70
• 6.3 JPEG算法的創(chuàng)新70-77
• 6.3.1 具體實現(xiàn)軟件70-71
• 6.3.2 表格映射法化簡離散余弦變換71-72
• 6.3.3 自適應(yīng)量化72-74
• 6.3.4 遞歸法生成哈夫曼樹74-77
• 6.4 本章小結(jié)77-78
• 第7章 系統(tǒng)測試和效果展示78-82
• 7.1 測試78-79
• 7.2 視頻監(jiān)控效果展示79-81
• 7.3 測試總結(jié)81-82
• 第8章 總結(jié)與展望82-84
• 8.1 總結(jié)82-83
• 8.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 附錄A Nandflash驅(qū)動核心代碼86-89
• 附錄B 根文件系統(tǒng)制作核心過程89-92
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-95
• 附件95

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張黎明;凌明;;基于SEP4020的Linux NandFlash驅(qū)動設(shè)計[J];電子技術(shù);2010年02期

2 邵長彬;李洪亮;;用Busybox制作嵌入式Linux根文件系統(tǒng)[J];微計算機(jī)信息;2007年29期

3 盧偉;潘煉;;Uboot在S3C2440上的移植[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2010年24期

4 申爽;;基于S3C2440的Uboot分析與移植[J];計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：基于Linux的嵌入式無線視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327634