基于嵌入式linux的网络视频监控.doc
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基于嵌入式linux的网络视频监控,摘 要随着计算机网络技术、通信技术、数字视频压缩编码技术的日益成熟，远程视频监控技术有了快速的进步，视频图像因其信息丰富，内容直观、使用方便而被广泛地应用于工业控制、交通监管、安防系统、小区安全监控等各种领域。本文以s3c2440为核心硬件平台，将视频图像数据采集技术、数据压缩技术和tcp/ip网络数据传输技术相结合，...
内容介绍
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摘 要
随着计算机网络技术、通信技术、数字视频压缩编码技术的日益成熟，远程视频监控技术有了快速的进步，视频图像因其信息丰富，内容直观、使用方便而被广泛地应用于工业控制、交通监管、安防系统、小区安全监控等各种领域。
本文以S3C2440为核心硬件平台，将视频图像数据采集技术、数据压缩技术和TCP/IP网络数据传输技术相结合，设计并实现了一个基于B/S模式的远程视频监控系统。主要包括：首先给出了系统总体软硬件设计方案，针对本系统硬件对U-boot进行了修改和移植，对编译和移植Linux内核以及制作YAFFS文件系统也做了深入的研究；实现V4L2视频图像数据采集、视频数据压缩以及视频数据的网络传输等功能模块的编写；在分析视频检索方法的基础上，提出了视频标签技术，以运动产生的图片作为一个事件标签，根据该事件标签找出其在视频文件中相对位置。
系统由两部分构成：视频监控服务器端和视频监控客户端。服务器端以嵌入式Linux操作系统和三星公司的S3C2440处理器作为系统的软硬件核心平台。客户端通过IE浏览器向服务器发送视频监控请求，服务器收到客户端请求后，利用Linux内核提供的V4L2接口采集视频图像数据，然后使用JPEG压缩算法对视频数据进行压缩编码，最后将压缩后的视频数据通过网络传送到视频监控客户端。客户端通过IE浏览器接收并实时监控远程视频图像。
本系统采用模块化设计方法，使得设计更加简洁、高效，具有良好的扩展性和易用性，有利于系统升级。实验测试结果表明，该系统在处理速度、稳定性、实时性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势，达到了课题预期设计目标。
关键词 网络视频监控；嵌入式Linux；V4L2；视频标签
Abstract
With the computer network technology, communication technology and digital video compression technologies become more sophisticated, remote video surveillance technology has developed rapidly. Because of its information-rich, content intuitive, easy to use, video images are widely used in industrial control, traffic control, security systems, community safety and other areas.
This article combines the video image data acquisition technology, data compression and TCP/IP network data transmission technologies, designed and implemented the remote video monitoring system based on B/S mode and S3C2440 as core hardware platform, including: Firstly, the overall hardware and software system design are given, U-boot has been modified and transplanted for the hardware; the transplantation of the compiler and production of Linux kernel, file system of YAFFS also be studied in detail; has been achieved V4L2 video image data acquisition, video image data compression, network transmission of video data; analyzes the method of video retrieva l and hereby brings forward a technique of video label, which takes the motion image as an event label and then find out the position of the event in the video file accordingly.
System consists of two parts: server and video surveillance client. Video surveillance server uses an embedded Linux operating system and Samsung S3C2440A processor as the core platform software and hardware systems. With the IE browser, client-side access to video surveillance servers and sent video surveillance requests to the server. After video surveillance server receives a client request, the system uses theV4L2 Linux video interface to capture image data, and then the video data using JPEG compression, and finally the compressed video data is transmitted through the Internet to video surveillance client. With the IE browser, the client receives and real-time monitors remote video images.
The modular design approach is used in the system which makes the design more compactable, efficient, and ease to upgrade. Experimental results show that compared to traditional video surveillance system, the system has outstanding advantages in processing speed, stability, real time, Etc, to achieve the expected project design goals.
Key words network video surveillance; embedded linux; v4l2; video label
目 录
摘要 I
Abstract III
第1章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 嵌入式系统 1
1.2.1 嵌入式系统发展状况 1
1.2.2 嵌入式系统体系结构 2
1.3 视频监控的发展现状及趋势 3
1.3.1 模拟视频监控系统 3
1.3.2 基于计算机的多媒体监控系统 4
1.3.3 基于嵌入式的网络监控 4
1.4 论文主要内容和组织结构 4
第2章 系统硬件体系结构 6
2.1 嵌入式处理器 6
2.1.1 ARM处理器介绍 6
2.1.2 S3C2440A 7
2.2 系统硬件总体构架 8
2.3 本章小结 10
第3章 系统软件开发平台的建立 11
3.1 Bootloader的设计 11
3.1.1 Bootloader的基本概念 11
3.1.2 U-boot的移植 13
3.1.3 自动识别Nand Flash/Nor Flash启动的U-boot实现 20
3.2 Linux内核的移植与定制 22
3.2.1 修改内核以适应Mini2440开发板 23
3.2.2 内核定制 26
3.3 构建嵌入式根文件系统 28
3.4 本章小结 30
第4章 视频监控系统程序设计 31
4.1 基于V4L2的视频采集模块开发 31
4.1.1 V4L2的API应用 31
4.1.2 视频采集的输入输出队列 33
4.1.3 视频采集程序的实现 34
4.2 视频图像数据压缩 39
4.2.1 常用图像压缩算法介绍 39
4.2.2 压缩算法的选择 41
4.2.3 MJPEG压缩算法的实现 41
4.3 视频数据网络传输的设计 43
4.3.1 基于B/S模式的..
随着计算机网络技术、通信技术、数字视频压缩编码技术的日益成熟，远程视频监控技术有了快速的进步，视频图像因其信息丰富，内容直观、使用方便而被广泛地应用于工业控制、交通监管、安防系统、小区安全监控等各种领域。
本文以S3C2440为核心硬件平台，将视频图像数据采集技术、数据压缩技术和TCP/IP网络数据传输技术相结合，设计并实现了一个基于B/S模式的远程视频监控系统。主要包括：首先给出了系统总体软硬件设计方案，针对本系统硬件对U-boot进行了修改和移植，对编译和移植Linux内核以及制作YAFFS文件系统也做了深入的研究；实现V4L2视频图像数据采集、视频数据压缩以及视频数据的网络传输等功能模块的编写；在分析视频检索方法的基础上，提出了视频标签技术，以运动产生的图片作为一个事件标签，根据该事件标签找出其在视频文件中相对位置。
系统由两部分构成：视频监控服务器端和视频监控客户端。服务器端以嵌入式Linux操作系统和三星公司的S3C2440处理器作为系统的软硬件核心平台。客户端通过IE浏览器向服务器发送视频监控请求，服务器收到客户端请求后，利用Linux内核提供的V4L2接口采集视频图像数据，然后使用JPEG压缩算法对视频数据进行压缩编码，最后将压缩后的视频数据通过网络传送到视频监控客户端。客户端通过IE浏览器接收并实时监控远程视频图像。
本系统采用模块化设计方法，使得设计更加简洁、高效，具有良好的扩展性和易用性，有利于系统升级。实验测试结果表明，该系统在处理速度、稳定性、实时性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势，达到了课题预期设计目标。
关键词 网络视频监控；嵌入式Linux；V4L2；视频标签
Abstract
With the computer network technology, communication technology and digital video compression technologies become more sophisticated, remote video surveillance technology has developed rapidly. Because of its information-rich, content intuitive, easy to use, video images are widely used in industrial control, traffic control, security systems, community safety and other areas.
This article combines the video image data acquisition technology, data compression and TCP/IP network data transmission technologies, designed and implemented the remote video monitoring system based on B/S mode and S3C2440 as core hardware platform, including: Firstly, the overall hardware and software system design are given, U-boot has been modified and transplanted for the hardware; the transplantation of the compiler and production of Linux kernel, file system of YAFFS also be studied in detail; has been achieved V4L2 video image data acquisition, video image data compression, network transmission of video data; analyzes the method of video retrieva l and hereby brings forward a technique of video label, which takes the motion image as an event label and then find out the position of the event in the video file accordingly.
System consists of two parts: server and video surveillance client. Video surveillance server uses an embedded Linux operating system and Samsung S3C2440A processor as the core platform software and hardware systems. With the IE browser, client-side access to video surveillance servers and sent video surveillance requests to the server. After video surveillance server receives a client request, the system uses theV4L2 Linux video interface to capture image data, and then the video data using JPEG compression, and finally the compressed video data is transmitted through the Internet to video surveillance client. With the IE browser, the client receives and real-time monitors remote video images.
The modular design approach is used in the system which makes the design more compactable, efficient, and ease to upgrade. Experimental results show that compared to traditional video surveillance system, the system has outstanding advantages in processing speed, stability, real time, Etc, to achieve the expected project design goals.
Key words network video surveillance; embedded linux; v4l2; video label
目 录
摘要 I
Abstract III
第1章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 嵌入式系统 1
1.2.1 嵌入式系统发展状况 1
1.2.2 嵌入式系统体系结构 2
1.3 视频监控的发展现状及趋势 3
1.3.1 模拟视频监控系统 3
1.3.2 基于计算机的多媒体监控系统 4
1.3.3 基于嵌入式的网络监控 4
1.4 论文主要内容和组织结构 4
第2章 系统硬件体系结构 6
2.1 嵌入式处理器 6
2.1.1 ARM处理器介绍 6
2.1.2 S3C2440A 7
2.2 系统硬件总体构架 8
2.3 本章小结 10
第3章 系统软件开发平台的建立 11
3.1 Bootloader的设计 11
3.1.1 Bootloader的基本概念 11
3.1.2 U-boot的移植 13
3.1.3 自动识别Nand Flash/Nor Flash启动的U-boot实现 20
3.2 Linux内核的移植与定制 22
3.2.1 修改内核以适应Mini2440开发板 23
3.2.2 内核定制 26
3.3 构建嵌入式根文件系统 28
3.4 本章小结 30
第4章 视频监控系统程序设计 31
4.1 基于V4L2的视频采集模块开发 31
4.1.1 V4L2的API应用 31
4.1.2 视频采集的输入输出队列 33
4.1.3 视频采集程序的实现 34
4.2 视频图像数据压缩 39
4.2.1 常用图像压缩算法介绍 39
4.2.2 压缩算法的选择 41
4.2.3 MJPEG压缩算法的实现 41
4.3 视频数据网络传输的设计 43
4.3.1 基于B/S模式的..
