本文關(guān)鍵詞：基于ARM的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無線傳輸技術(shù)、流媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展,推動(dòng)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)向嵌入式、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,從有線向無線的轉(zhuǎn)型。在這種背景下,基于嵌入式技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,這無疑豐富了銀行、交通、智能小區(qū)、大型商場等區(qū)域的監(jiān)控方式,而對于礦井下視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)更具特殊的意義。嵌入式設(shè)備體積小、功耗低、可靠性好,而無線組網(wǎng)具有很好的靈活性、可擴(kuò)展性及可維護(hù)性,這些特點(diǎn)正是礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)所需要的。本文的研究目的是在礦井下實(shí)現(xiàn)無線視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過建立一個(gè)全面覆蓋井上與井下的數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò),為地面調(diào)度指揮系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供必要的數(shù)據(jù)和信息支持,防止安全事故的發(fā)生。 本文首先闡述了當(dāng)前無線視頻監(jiān)控的意義及發(fā)展現(xiàn)狀,并結(jié)合課題背景提出了一種基于ARM的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在硬件方面,采用以ARM9嵌入式處理器S3C2440A為核心的開發(fā)平臺Micro2440,通過USB接口擴(kuò)展攝像頭跟無線網(wǎng)卡,設(shè)計(jì)系統(tǒng)的前端設(shè)備跟后臺服務(wù)器。在軟件方面,建立了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境,包括交叉編譯環(huán)境的建立、BootLoader移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的構(gòu)建等。在嵌入式Linux平臺上,通過配合USB攝像頭實(shí)現(xiàn)了基于V4L2視頻圖像的采集；利用JPEG庫實(shí)現(xiàn)JPEG圖像的解碼,并根據(jù)RGB與YUV的排列方式完成色彩空間相互轉(zhuǎn)換；選擇H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)作為系統(tǒng)的視頻壓縮算法,以T264編解碼器模型為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的壓縮與解壓；基于流媒體傳輸?shù)膶?shí)時(shí)傳輸協(xié)議[RTP)和控制協(xié)議(RTCP),對H.264視頻流在發(fā)送端的RTP分包及接收端的RTP組包策略進(jìn)行研究,并利用JRTPLIB庫實(shí)現(xiàn)H.264視頻流在WiFi網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)傳輸,最后提出了一種基于量化參數(shù)及RTP包分割長度的自適應(yīng)算法對視頻流的傳輸進(jìn)行控制。 經(jīng)過測試,本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了視頻信號的采集、預(yù)處理、編碼、發(fā)送、接收、存儲、解碼、顯示及傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制等功能,滿足了視頻監(jiān)控的基本要求,并能夠在后臺服務(wù)器上流暢地觀看質(zhì)量較好的監(jiān)控圖像。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式系統(tǒng) 視頻傳輸 無線通信 H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn) RTP/RTCP協(xié)議
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP391.41;TP277
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究工作13
• 1.4 本文章節(jié)安排13-14
• 第2章 無線視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的研究與分析14-19
• 2.1 寬帶無線通信技術(shù)14-16
• 2.1.1 WiFi技術(shù)14
• 2.1.2 WiMAX技術(shù)14-15
• 2.1.3 3G技術(shù)15
• 2.1.4 幾種寬帶無線技術(shù)的比較15-16
• 2.2 視頻壓縮技術(shù)16-18
• 2.2.1 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)16-17
• 2.2.2 H.264標(biāo)準(zhǔn)17
• 2.2.3 兩種第二代壓縮技術(shù)的比較17-18
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第3章 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建19-28
• 3.1 系統(tǒng)的功能19
• 3.2 系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)19-21
• 3.2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成19
• 3.2.2 系統(tǒng)的工作原理19-21
• 3.2.3 系統(tǒng)軟件流程21
• 3.3 系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺的構(gòu)建21-24
• 3.3.1 嵌入式處理器的選擇21-22
• 3.3.2 基于ARM的前端設(shè)備的設(shè)計(jì)22-23
• 3.3.3 基于ARM的后臺服務(wù)器的設(shè)計(jì)23
• 3.3.4 系統(tǒng)硬件整體方案23-24
• 3.4 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建24-27
• 3.4.1 目標(biāo)機(jī)開發(fā)環(huán)境的建立24
• 3.4.2 USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植及環(huán)境測試24-26
• 3.4.3 系統(tǒng)軟件的整體架構(gòu)26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-28
• 第4章 視頻處理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)28-39
• 4.1 基于V4L2的視頻圖像采集28-30
• 4.1.1 V4L2簡介28
• 4.1.2 視頻采集模塊的實(shí)現(xiàn)28-30
• 4.2 JPEG圖像的解壓縮及色彩空間的轉(zhuǎn)換30-33
• 4.2.1 JPEG庫的移植31
• 4.2.2 解碼JPEG圖像31-32
• 4.2.3 色彩空間轉(zhuǎn)換32-33
• 4.3 H.264視頻編解碼模塊的實(shí)現(xiàn)33-36
• 4.3.1 H.264編碼器框架及原理33-34
• 4.3.2 H.264解碼器框架及原理34
• 4.3.3 H.264庫的編譯移植34
• 4.3.4 H.264視頻編碼的實(shí)現(xiàn)34-36
• 4.3.5 H.264視頻解碼的實(shí)現(xiàn)36
• 4.4 視頻實(shí)時(shí)LCD顯示36-38
• 4.4.1 幀緩沖技術(shù)簡介36-37
• 4.4.2 視頻圖像的LCD實(shí)時(shí)顯示37-38
• 4.5 本章小結(jié)38-39
• 第5章 視頻傳輸模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)39-55
• 5.1 RTP/RTCP協(xié)議分析39-42
• 5.1.1 RTP/RTCP協(xié)議層次與封裝39-40
• 5.1.2 RTP協(xié)議分析40-41
• 5.1.3 RTCP協(xié)議分析41-42
• 5.2 JRTPLIB的移植與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)42-45
• 5.2.1 JRTPLIB庫的編譯及移植42
• 5.2.2 RTP數(shù)據(jù)包的發(fā)送42-44
• 5.2.3 RTP數(shù)據(jù)包的接收44-45
• 5.3 H.264數(shù)據(jù)的RTP分包及組包算法實(shí)現(xiàn)45-52
• 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)抽象層類型單元46-47
• 5.3.2 RTP載荷打包方案設(shè)計(jì)47-49
• 5.3.3 RTP載荷傳輸方案設(shè)計(jì)49-51
• 5.3.4 接收端RTP載荷組包設(shè)計(jì)51-52
• 5.4 基于RTP的視頻自適應(yīng)傳輸實(shí)現(xiàn)52-54
• 5.4.1 基于RTP的自適應(yīng)傳輸實(shí)現(xiàn)步驟52-53
• 5.4.2 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的評估算法53-54
• 5.4.3 基于量化參數(shù)及RTP包分割長度的自適應(yīng)控制算法54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第6章 系統(tǒng)功能測試與分析55-62
• 6.1 系統(tǒng)測試環(huán)境55-56
• 6.2 系統(tǒng)各功能模塊測試56-58
• 6.2.1 視頻采集及格式轉(zhuǎn)換測試56-57
• 6.2.2 視頻收發(fā)模塊測試57
• 6.2.3 視頻編解碼測試57-58
• 6.3 VLC接收測試58-59
• 6.4 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議RTP與UDP的測試分析59-60
• 6.5 基于RTP的視頻自適應(yīng)傳輸測試分析60-61
• 6.6 本章小結(jié)61-62
• 第7章 總結(jié)與展望62-64
• 7.1 總結(jié)62-63
• 7.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目68

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ARM的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：292492