基于ARM和Linux的嵌入式枧频监控服务器的设计与实现

发布时间：2019-10-29 04:55

【摘要】：近些年来，计算机网络和多媒体技术的发展速度越来越快，建立在计算机网络、多媒体技术基础上的视频监控技术也因此获得了更大的发展。就目前来说，数字视频监控系统主要应用在安防系统中，，相对于第一代的模拟视频监控系统，数字视频监控系统传输和存储的是数字化的视频，它的特点是便于传输而且系统的扩展能力强，所以数字视频监控系统在实际应用中功能更为强大。目前的数字视频监控系统分为两种类型，一种是以基于微机平台的视频服务器为核心的监控系统，另一种是以嵌入式视频服务器为核心的监控系统[1]。与前者相比，后者具有性能稳定可靠、实时性好、抗病毒能力强等特点，不仅具有较高的实际应用价值，还有广阔的发展前景，因此近年来成为业界的研究热点。根据这种应用需求，本文设计了一个采用高性能嵌入式处理器芯片SL3512和H.264视频编解码芯片FH8735作为服务器硬件平台，以Linux嵌入式操作系统作为服务器软件平台的嵌入式视频监控系统，它采用了先进的H.264视频压缩标准，可以在低码流下获得高质量的图像，完成实时视频采集与编码，因而实现了一种性能良好、使用方便、性价比较高的设计方案。在此方案基础上，论文首先对本嵌入式视频监控系统进行了总体设计，进而阐述了系统的软硬件体系结构，并对系统硬件平台核心芯片的选择进行了分析，对嵌入式Linux操作系统的软件架构和开发环境作了大致介绍。本文的主要工作和创新点包括： (1)阐述了本课题的研究背景及其研究意义，在视频监控系统的发展历史的基础上对其发展方向进行了分析，指明了监控系统的发展趋势将是嵌入式视频监控服务器。 (2)通过对本文要设计的系统功能需求的分析，确立ARM芯片的选型原则和硬件平台的总体架构，即以高性能嵌入式处理器芯片ARM9芯片SL3512和H.264视频编解码芯片FH8735为核心进行硬件平台的设计，与传统的视频监控服务器相比，大大提高了系统性能以及视频图像质量。完成了硬件平台的电路设计[2]，主要包括中心控制模块、视频图像采集模块、视频压缩模块、存储模块、电源模块，USB模块、网络传输模块等的设计，并给出了各个模块的原理图，以此为单位阐述各个模块的功能。 (3)以原理图为基础完成了硬件平台的PCB设计以及PCB板的硬件电路调试，针对PCB设计过程中的注意事项以及在进行PCB设计、调试过程中遇到的问题进行了总结，并给出了解决办法。 (4)通过多种操作系统的对比，总结了Linux系统的优势以及嵌入式软件的一般开发过程，在此基础上完成了嵌入式Linux交叉编译开发环境的搭建、Bootloader引导程序的配置烧写、Linux的内核剪裁与配置、根文件系统的创建等工作，为下一步嵌入式视频服务器的设计实现做好准备。 (5)在Linux系统下对嵌入式驱动程序进行开发，主要阐述了驱动程序的开发要点，在此基础上完成了USB驱动程序和以太网接口驱动程序的开发工作。 (6)结论与展望，对本文做了简要的总结，介绍了本文作者所做的主要工作，并指出了该视频服务器需要改进和完善的地方。
【图文】：

图 1-1 模拟视频监控系统统的特点：统的主要优点是技术成熟，系统功能强大、完善，视频、音频信号的采、存储均为模拟形式，图像质量比较高，花费的成本也比较低[4]。统的缺点够在地理范围比较窄的领域；无与对数据进行交换，监控点仅仅局限于，灵活性和扩展功能都是比较脆弱的。基于微 PC 平台的数字视频监控系统代多媒体监控系统是以 DVR 为核心产品，基于微机和 Windows 平台发新一代的监控技术。它的控制中心为多媒体工控机，以高性能为目标，为主要组网结构。它有友好的人机交互界面和基于网络的多级分控能冲破了传统模拟监控系统的框框[5]。由于其特有的架构因此非常利于监升级改造改造，同时本系统还能够实现远程视频传输，大约能达到超过。该系统的架构如图 1-2 所示

图 1-1 模拟视频监控系统系统的特点：系统的主要优点是技术成熟，系统功能强大、完善，视频、音频信号的采输、存储均为模拟形式，图像质量比较高，花费的成本也比较低[4]。系统的缺点够够在地理范围比较窄的领域；无与对数据进行交换，监控点仅仅局限于心，灵活性和扩展功能都是比较脆弱的。2)基于微 PC 平台的数字视频监控系统二代多媒体监控系统是以 DVR 为核心产品，基于微机和 Windows 平台发的新一代的监控技术。它的控制中心为多媒体工控机，以高性能为目标化为主要组网结构。它有友好的人机交互界面和基于网络的多级分控能全冲破了传统模拟监控系统的框框[5]。由于其特有的架构因此非常利于监的升级改造改造，同时本系统还能够实现远程视频传输，大约能达到超过里。该系统的架构如图 1-2 所示
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP368.1;TP277

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩君;;基于ARM的仓库视频监控系统的设计和实现[J];现代电子技术;2008年24期

2 李君懿;赵利;;无线Mesh网视频监控系统的研究与开发[J];单片机与嵌入式系统应用;2009年04期

3 彭uQ;张文普;牟雨飞;;基于嵌入式Web的监控系统的设计与实现[J];北京联合大学学报(自然科学版);2010年04期

4 董翠英;;智能家居中视频监控系统设计[J];唐山学院学报;2011年03期

5 郭广明;;基于S3C2410A的嵌入式远程视频监控系统的设计[J];科技管理研究;2010年14期

6 孙健;郭麦成;许建国;;基于嵌入式Linux的视频监控系统的设计[J];电脑知识与技术;2008年34期

7 李君懿;赵利;莫金旺;;无线Mesh网络下嵌入式视频监控系统的设计[J];计算机应用与软件;2010年07期

8 刘少刚;王学军;;基于嵌入式Linux系统的单个AVI文件视频循环录制的研究[J];林业机械与木工设备;2008年08期

9 姚华桢;;基于LINUX与H.264的安全视频监控系统[J];微计算机信息;2008年35期

10 王立青;李瑞祥;王延政;;基于X264和流媒体的嵌入式视频监控系统[J];计算机安全;2010年07期

相关会议论文 前10条

1 康淮湘;何川;徐一川;;自己动手搭建Linux邮件服务器[A];天津市电视技术研究会2010年年会论文集[C];2010年

2 朱国正;侯整风;;基于Linux平台的智能卡通用驱动模型[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集（下册）[C];2009年

3 贾志洋;王勇刚;崔博文;杨玉婷;;应用型本科院校Linux操作系统的教学探索[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年

4 豆尚成;陈成细;奚学程;陈默;顾琳;赵万生;周志凯;顾岭;;基于Linux的线切割加工全软数控系统[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

5 代健美;耿华芳;刘作学;;基于嵌入式Linux的DM9000CI设备驱动研究与实现[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年

6 姜斌;张君;;一种Linux平台下的可执行文件防篡改方法[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年

7 赵德志;章勇;廖书红;;嵌入式Linux及BOA服务器在S3C2410上的移植[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集（上册）[C];2010年

8 邵昌旭;陈默;赵万生;;基于Linux的嵌入式线切割数控系统[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

9 兰西柱;潘君君;;基于嵌入式Linux的车载终端的研究[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年

10 王雪娇;钱军;温东新;张展;崔忠强;;基于Linux虚拟文件系统故障注入器的设计与实现[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 倪少娥;48个工程11个有安全隐患[N];广东建设报;2009年

2 陈益民;运用治安视频监控系统打击破坏交通设施犯罪[N];人民公安报;2009年

3 陈涛　徐跃华;临川投资200余万完善治安视频监控系统[N];抚州日报;2010年

4 本报记者 石勇　实习生 秦品城;视频监控系统鱼龙混杂[N];黄石日报;2010年

5 何永进;丰山铜业重点视频监控系统安装工程完工[N];中国有色金属报;2009年

6 记者 郑海涛;公安局提前完成视频监控系统建设[N];朝阳日报;2010年

7 记者 薛辉　通讯员 刘定学;我州再部署视频监控系统建设[N];恩施日报;2009年

8 ;综合声视频监控系统:为铁路安全度身打造[N];人民铁道;2009年

9 肖华　田芬;鄂尔多斯东胜安装视频监控系统1332部[N];人民公安报;2010年

10 李彤;宁夏中卫：开通驻所检察视频监控系统[N];检察日报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 于晓;基于嵌入式Linux的仪器操作系统的研究[D];西安电子科技大学;2009年

2 刘六彬;嵌入式视频监控系统中uClinux的应用研究[D];浙江大学;2003年

3 陈晓博;视频监控系统中的运动目标识别匹配及跟踪算法研究[D];北京邮电大学;2011年

4 李伦;Linux及其伦理意蕴[D];湖南师范大学;2002年

5 李峰;智能视频监控系统中的行人运动分析研究[D];中国科学技术大学;2011年

6 郭锐;基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 武传宇;基于PC+DSP模式的开放式机器人控制系统及其应用研究[D];浙江大学;2002年

8 李明铎;短消息业务联网系统的设计与实现[D];中国人民解放军信息工程大学;2004年

9 吴峰光;Linux内核中的预取算法[D];中国科学技术大学;2008年

10 史鸿声;可信嵌入式3D图形系统关键技术的研究[D];中国科学技术大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 裴金刚;网络化视频监控系统的设计[D];西安建筑科技大学;2010年

2 侯云东;基于嵌入式系统的视频监控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2010年

3 李宝儒;嵌入式视频监控系统中前端模块的研制[D];华北电力大学（北京）;2010年

4 强利青;基于3G网络的视频监控系统[D];内蒙古大学;2011年

5 张健;无线视频监控系统接收端的整体设计与实现[D];吉林大学;2010年

6 李文博;基于ARM9和嵌入式Linux的无线视频监控系统[D];西安电子科技大学;2010年

7 陆祖杰;基于CDMA2000 1XEV-DO的无线视频监控系统的设计与实现[D];复旦大学;2010年

8 王畅;车载驾驶行为视频监控系统开发[D];长安大学;2010年

9 郭建华;大型联网视频监控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2010年

10 焦瑞雪;基于广播级音视频采集卡的视频监控系统测试仪的设计与实现[D];北京邮电大学;2011年

本文编号：2553386