基于ARM11和3G技术的无线视频监控系统的设计与实现

发布时间：2017-04-30 18:09

  本文关键词：基于ARM11和3G技术的无线视频监控系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的进步和市场的推动,视频监控技术的发展越来越成熟,特别是无线视频监控技术在资源监控、运输交通、公安侦查等无法部署有线监控或人工无法接近的场合得到大面积应用。以前采用的离线监控模式用户只能在事后再查看监控数据,并且在施工现场、救灾抢险等特殊复杂环境下存着布线困难等诸多问题。而无线视频监控的成熟使得实时监控成为了可能,特别是它的系统搭建简便、体型小巧、组网灵活。随着与监控系统相关的各种高新技术特别是嵌入式、网络通信的飞速发展,视频监控系统也正朝着数字化、高清化、网络化、小型化的方向发展。本文在首先对视频监控系统的发展历程做出了综述,并对监控技术的发展趋势和国内外现状做出了介绍。在对当前监控设计方案的优缺点进行了分析之后,提出并实现了一套基于ARM11和3G技术的无线视频监控系统。本设计完成了CMOS摄像头的视频图像采集以及H264编码压缩,利用开源项目Live555实现了基于实时传输视频流协议RTP封包方案的无线网络传输,通过对3G模块的硬件使用和驱动移植实现了视频流数据的传输,通过FFmpeg解码库的调用实现了视频的解码播放。本系统以嵌入式设备作为服务器,PC和手机作为客户端,组建了一套基于C/S模式的视频监控系统,具有组网灵活、易于扩展、低成本、不分场合时间地点实时监控等特点。本文的设计思路是在搭建硬件平台和软件开发环境的基础上进行的。首先进行嵌入式开发板、采集模块、3G模块等重要器件的选型和硬件连接;然后在虚拟机软件中的Ubuntu桌面操作系统上,完成Bootloader、文件系统、内核剪裁以及交叉编译环境的配置和移植。通过OV9650摄像头和AD3812 3G模块的驱动的移植完成ARM开发板对系统所需外部设备的支持。在以上基础上,通过V4L2接口编程技术完成视频数据的采集,对采集的数据进行H.264标准的压缩编码,对视频数据实现基于RTP协议的3G无线网络传输。最后,客户端利用开源视频编解码库FFmpeg完成视频的解码播放。在此基础上设计了一套基于RTP码率自适应算法的优化方案,在模拟网络模型下对视频传输的服务质量进行了测试,并在开发平台上实现。在大量的实验过程中系统均能稳定运行,可以满足一般条件下的视频监控要求,并可扩展于其他相关领域。
【关键词】：嵌入式系统 S3C6410 3G无线传输 RTP码率控制
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN948.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 视频监控的发展趋势10-12
• 1.2.1 视频监控和无线网络11-12
• 1.2.2 视频监控和嵌入式系统12
• 1.3 国内外发展现状12-13
• 1.4 论文研究内容和结构安排13-15
• 第2章 系统整体方案15-24
• 2.1 操作系统15-18
• 2.1.1 Linux系统的优点15-16
• 2.1.2 虚拟机软件的选择16-17
• 2.1.3 Linux桌面系统17-18
• 2.2 硬件平台18-19
• 2.3 视频采集设备19
• 2.4 数据编解码方案19-20
• 2.5 数据打包方案20-22
• 2.5.1 RTP协议21-22
• 2.5.2 RTCP协议22
• 2.6 数据接入方案22-23
• 2.7 本章小结23-24
• 第3章 系统平台搭建24-36
• 3.1 硬件平台搭建24-29
• 3.1.1 视频处理模块24-25
• 3.1.2 视频采集模块25-26
• 3.1.3 MFC硬件编码26-28
• 3.1.4 NAND FLASH存储模块28
• 3.1.5 传输模块28-29
• 3.2 嵌入式开发环境搭建29-35
• 3.2.1 交叉编译环境30-31
• 3.2.2 引导程序移植31-32
• 3.2.3 Linux内核移植32-33
• 3.2.4 根文件系统制作33-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 系统的软件设计36-53
• 4.1 3G模块的驱动移植36-40
• 4.1.1 驱动程序的编译和加载36-37
• 4.1.2 拨号脚本的编写37-39
• 4.1.3 3G拨号上网测试39-40
• 4.2 摄像头的驱动移植40-41
• 4.3 服务器软件设计41-50
• 4.3.1 接受客户端请求模块42-43
• 4.3.2 视频采集及编码模块43-46
• 4.3.3 RTP打包发送模块46-49
• 4.3.4 数据转发模块49-50
• 4.4 客户端的软件设计50-52
• 4.4.1 RTP拆包处理模块51
• 4.4.2 解码播放模块51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 系统的优化与实现53-69
• 5.1 3G数据传输的优化53-58
• 5.1.1 网络状况标识量的计算54
• 5.1.2 网络状况的判断54
• 5.1.3 传输速度调整54-56
• 5.1.4 编码量化值的计算56-57
• 5.1.5 优化方案的流程57-58
• 5.2 流媒体测试与数据分析58-64
• 5.2.1 模拟网络环境58-59
• 5.2.2 测试与数据分析59-64
• 5.3 系统的实现与性能分析64-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-73

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