基于ARM的无线视频传输系统设计

发布时间：2017-04-10 11:00

  本文关键词：基于ARM的无线视频传输系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,视频监控技术已被广泛应用到各行各业,并且受到了越来越多的重视。视频监控在工业生产、安全防范、智能交通、公共场所等领域都有非常广泛的应用,对于那些需要实时监视但人员又不能到达的场合,视频监控系统显得格外重要。在视频监控系统中,视频图像数据的传输是非常关键的一个环节,现有的大部分视频监控系统都通过基于以太网技术的有线网络传输视频图像。在一些特殊环境下,例如地震受灾现场,有线网络的搭建可能会比较困难。另外,有线网络容易受自然因素的破坏,地震、山体滑坡、大风、火灾都可能将现有的有线传输网络破坏掉。在此类情况下,将无线网络技术引入至视频监控系统是十分必要的。相较于有线网络,无线网络有着诸多优势,例如使用灵活、部署便捷、易于扩展等等。除此之外,大规模的无线视频监控网络在很多场合都有极大的需求,如何方便灵活的部署规模较大的无线视频监控网络成为了热门课题。本文设计了一套基于ARM的无线视频传输系统,系统在以AM3517为核心的嵌入式系统上实现了视频监控的无线局域网应用。文章首先给出了系统的整体架构设计和硬件平台框架,在硬件系统上实现了嵌入式Linux系统的裁减与移植,给出了移植和裁减过程当中的多个要点。针对嵌入式系统使用的两个USB外设:USB摄像头和无线网卡,文章给出了两个外设的驱动开发方式。在搭建系统平台的基础上,为了增加系统无线传输网络的实时性和吞吐量,本文给出了H.264视频压缩技术的嵌入式实现,并提出了H.264压缩算法的优化方式,提高了网络单位时间传输的视频数据总量。最后,基于上述提出的大规模视频监控网络需求,本文设计了一套基于无线mesh网络的视频传输网络系统,通过无线mesh网络将多个无线局域网连接起来,拓展了视频监控的可部署范围。在文章的最后,介绍了系统的测试内容,给出了无线mesh网络与无线局域网系统方案的系统性能分析、视频数据压缩技术的性能测试,在无线局域网中实现了视频的采集压缩与无线传输,并在上位机软件实时显示。
【关键词】：视频采集 H.264 无线传输 无线mesh网络
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.81
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究现状和发展趋势9-14
• 1.2.1 嵌入式系统的研究现状9-10
• 1.2.2 视频压缩技术的研究现状和发展趋势10-11
• 1.2.3 无线网络传输技术的研究现状和发展趋势11-14
• 1.3 课题研究意义和总体架构14-15
• 1.4 论文的主要内容及结构安排15-17
• 第二章 Linux无线视频传输嵌入式系统的搭建17-31
• 2.1 系统的总体设计方案17-19
• 2.2 Linux系统的跨平台移植19-25
• 2.2.1 交叉编译环境的建立19
• 2.2.2 启动源码的跨平台编译19-20
• 2.2.3 设备驱动的配置20-21
• 2.2.4 Linux系统内核的裁剪及跨平台移植21-23
• 2.2.5 嵌入式Linux的性能优化23-24
• 2.2.6 嵌入式Linux文件系统的设置24-25
• 2.3 嵌入式视频传输系统的外围设备驱动开发25-30
• 2.3.1 嵌入式Linux设备驱动开发概述25-27
• 2.3.2 嵌入式Linux系统USB驱动程序27-29
• 2.3.3 USB摄像头驱动的移植29-30
• 2.3.4 USB无线网卡驱动的移植30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 视频图像采集及压缩编码31-41
• 3.1 压缩算法的选择31-32
• 3.1.1 H.26x标准31
• 3.1.2 MPEG标准31
• 3.1.3 JPEG标准31-32
• 3.1.4 压缩方案比较与选择32
• 3.2 基于V4L2的图像采集32-36
• 3.3 H.264视频编码的实现36-39
• 3.3.1 H.264视频编码器设计36-37
• 3.3.2 视频数据的压缩程序设计37-38
• 3.3.3 X264库文件的交叉编译38-39
• 3.4 算法的优化设计39-40
• 3.4.1 Lagrangian优化算法分析39-40
• 3.4.2 编码控制模式设计40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 基于mesh网络的无线视频传输41-47
• 4.1 无线mesh网络技术概述41-42
• 4.1.1 无线mesh网络的基本概念41-42
• 4.1.2 无线mesh网络结构概述42
• 4.2 无线局域网和无线mesh网络的互联42-45
• 4.2.1 网络互联的硬件配置42-43
• 4.2.2 网络互联结构的配置43-45
• 4.3 无线mesh网络工作模式选择45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 系统方案测试与实现47-53
• 5.1 系统硬件平台47
• 5.2 嵌入式Linux系统平台测试47-48
• 5.3 视频压缩优化算法的测试48-50
• 5.4 无线局域网和无线mesh网络系统的搭建和测试50-51
• 5.5 视频接收解码显示测试51-52
• 5.6 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 总结53
• 6.2 展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 附录59

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