基于ARM11和3G技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:基于ARM11和3G技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著社會(huì)的進(jìn)步和市場(chǎng)的推動(dòng),視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展越來越成熟,特別是無線視頻監(jiān)控技術(shù)在資源監(jiān)控、運(yùn)輸交通、公安偵查等無法部署有線監(jiān)控或人工無法接近的場(chǎng)合得到大面積應(yīng)用。以前采用的離線監(jiān)控模式用戶只能在事后再查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),并且在施工現(xiàn)場(chǎng)、救災(zāi)搶險(xiǎn)等特殊復(fù)雜環(huán)境下存著布線困難等諸多問題。而無線視頻監(jiān)控的成熟使得實(shí)時(shí)監(jiān)控成為了可能,特別是它的系統(tǒng)搭建簡(jiǎn)便、體型小巧、組網(wǎng)靈活。隨著與監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的各種高新技術(shù)特別是嵌入式、網(wǎng)絡(luò)通信的飛速發(fā)展,視頻監(jiān)控系統(tǒng)也正朝著數(shù)字化、高清化、網(wǎng)絡(luò)化、小型化的方向發(fā)展。本文在首先對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程做出了綜述,并對(duì)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀做出了介紹。在對(duì)當(dāng)前監(jiān)控設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析之后,提出并實(shí)現(xiàn)了一套基于ARM11和3G技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)完成了CMOS攝像頭的視頻圖像采集以及H264編碼壓縮,利用開源項(xiàng)目Live555實(shí)現(xiàn)了基于實(shí)時(shí)傳輸視頻流協(xié)議RTP封包方案的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸,通過對(duì)3G模塊的硬件使用和驅(qū)動(dòng)移植實(shí)現(xiàn)了視頻流數(shù)據(jù)的傳輸,通過FFmpeg解碼庫(kù)的調(diào)用實(shí)現(xiàn)了視頻的解碼播放。本系統(tǒng)以嵌入式設(shè)備作為服務(wù)器,PC和手機(jī)作為客戶端,組建了一套基于C/S模式的視頻監(jiān)控系統(tǒng),具有組網(wǎng)靈活、易于擴(kuò)展、低成本、不分場(chǎng)合時(shí)間地點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。本文的設(shè)計(jì)思路是在搭建硬件平臺(tái)和軟件開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。首先進(jìn)行嵌入式開發(fā)板、采集模塊、3G模塊等重要器件的選型和硬件連接;然后在虛擬機(jī)軟件中的Ubuntu桌面操作系統(tǒng)上,完成Bootloader、文件系統(tǒng)、內(nèi)核剪裁以及交叉編譯環(huán)境的配置和移植。通過OV9650攝像頭和AD3812 3G模塊的驅(qū)動(dòng)的移植完成ARM開發(fā)板對(duì)系統(tǒng)所需外部設(shè)備的支持。在以上基礎(chǔ)上,通過V4L2接口編程技術(shù)完成視頻數(shù)據(jù)的采集,對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行H.264標(biāo)準(zhǔn)的壓縮編碼,對(duì)視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)基于RTP協(xié)議的3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。最后,客戶端利用開源視頻編解碼庫(kù)FFmpeg完成視頻的解碼播放。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套基于RTP碼率自適應(yīng)算法的優(yōu)化方案,在模擬網(wǎng)絡(luò)模型下對(duì)視頻傳輸?shù)姆⻊?wù)質(zhì)量進(jìn)行了測(cè)試,并在開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。在大量的實(shí)驗(yàn)過程中系統(tǒng)均能穩(wěn)定運(yùn)行,可以滿足一般條件下的視頻監(jiān)控要求,并可擴(kuò)展于其他相關(guān)領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】:嵌入式系統(tǒng) S3C6410 3G無線傳輸 RTP碼率控制
【學(xué)位授予單位】:湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN948.6
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-7
- 目錄7-10
- 第1章 緒論10-15
- 1.1 研究背景與意義10
- 1.2 視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)10-12
- 1.2.1 視頻監(jiān)控和無線網(wǎng)絡(luò)11-12
- 1.2.2 視頻監(jiān)控和嵌入式系統(tǒng)12
- 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
- 1.4 論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排13-15
- 第2章 系統(tǒng)整體方案15-24
- 2.1 操作系統(tǒng)15-18
- 2.1.1 Linux系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)15-16
- 2.1.2 虛擬機(jī)軟件的選擇16-17
- 2.1.3 Linux桌面系統(tǒng)17-18
- 2.2 硬件平臺(tái)18-19
- 2.3 視頻采集設(shè)備19
- 2.4 數(shù)據(jù)編解碼方案19-20
- 2.5 數(shù)據(jù)打包方案20-22
- 2.5.1 RTP協(xié)議21-22
- 2.5.2 RTCP協(xié)議22
- 2.6 數(shù)據(jù)接入方案22-23
- 2.7 本章小結(jié)23-24
- 第3章 系統(tǒng)平臺(tái)搭建24-36
- 3.1 硬件平臺(tái)搭建24-29
- 3.1.1 視頻處理模塊24-25
- 3.1.2 視頻采集模塊25-26
- 3.1.3 MFC硬件編碼26-28
- 3.1.4 NAND FLASH存儲(chǔ)模塊28
- 3.1.5 傳輸模塊28-29
- 3.2 嵌入式開發(fā)環(huán)境搭建29-35
- 3.2.1 交叉編譯環(huán)境30-31
- 3.2.2 引導(dǎo)程序移植31-32
- 3.2.3 Linux內(nèi)核移植32-33
- 3.2.4 根文件系統(tǒng)制作33-35
- 3.3 本章小結(jié)35-36
- 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)36-53
- 4.1 3G模塊的驅(qū)動(dòng)移植36-40
- 4.1.1 驅(qū)動(dòng)程序的編譯和加載36-37
- 4.1.2 撥號(hào)腳本的編寫37-39
- 4.1.3 3G撥號(hào)上網(wǎng)測(cè)試39-40
- 4.2 攝像頭的驅(qū)動(dòng)移植40-41
- 4.3 服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)41-50
- 4.3.1 接受客戶端請(qǐng)求模塊42-43
- 4.3.2 視頻采集及編碼模塊43-46
- 4.3.3 RTP打包發(fā)送模塊46-49
- 4.3.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊49-50
- 4.4 客戶端的軟件設(shè)計(jì)50-52
- 4.4.1 RTP拆包處理模塊51
- 4.4.2 解碼播放模塊51-52
- 4.5 本章小結(jié)52-53
- 第5章 系統(tǒng)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)53-69
- 5.1 3G數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化53-58
- 5.1.1 網(wǎng)絡(luò)狀況標(biāo)識(shí)量的計(jì)算54
- 5.1.2 網(wǎng)絡(luò)狀況的判斷54
- 5.1.3 傳輸速度調(diào)整54-56
- 5.1.4 編碼量化值的計(jì)算56-57
- 5.1.5 優(yōu)化方案的流程57-58
- 5.2 流媒體測(cè)試與數(shù)據(jù)分析58-64
- 5.2.1 模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境58-59
- 5.2.2 測(cè)試與數(shù)據(jù)分析59-64
- 5.3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與性能分析64-68
- 5.4 本章小結(jié)68-69
- 第6章 總結(jié)與展望69-71
- 6.1 總結(jié)69
- 6.2 展望69-71
- 致謝71-72
- 參考文獻(xiàn)72-73
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