网络环境下嵌入式多媒体实现的研究

发布时间：2020-03-12 23:34

【摘要】：近年来,随着半导体技术的发展和信息技术以及数字化产品的普及,Internet被广泛地应用;与此同时嵌入式技术也取得突飞猛进的发展,并以其低成本、低功耗、小体积、高稳定性和可裁剪性等特点在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用;而多媒体做为传递数字、文字、声音、图形和图像等信息的载体,早已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。本文研究的正是以上三方面的内容:网络、嵌入式和多媒体。在网络环境下,嵌入式设备上,实现了多媒体的编码采集、网络传输和解码播放,并在此基础上设计实现了多媒体教学系统和网络广告机系统。本文分析了现有的基于UDP的数据传输协议的优缺点,在此基础上,提出一种改进的双重拥塞控制机制:在发送端添加基于反馈信息的被动拥塞控制算法,在接收端添加主动拥塞避免算法,有效地提高了传输效率。该机制还包括一种分阶段平滑慢启动算法,在延时抖动和吞吐量方面都有所改进。为进一步降低丢包率,提出缓冲区管理策略并讨论设计了大小合适的缓冲区估计值。实验结果表明,改进后的拥塞控制机制有效提高了数据传输的效率和可靠性。使用缓冲区管理策略后,可靠性还有进一步提高。本文设计实现了多媒体教学系统和网络广告机系统。其中多媒体教学系统使用了嵌入式硬件i.MX27 MDK1和ARM9-2410EP,前者作为教师机,后者作为学生机。该系统使用改进后的基于UDP的数据传输协议传输多媒体数据,在功能上实现了教师机的视频采集、回放、存储和传输四位一体的操作,学生机没有外存储器,直接接收教师机实时传输的多媒体数据进行解码播放与显示。本系统旨在用嵌入设备替换现有的多媒体教室中使用的PC,以降低功耗和成本,提高稳定性。另外本系统在功能上较现有的多媒体教室也有很大进步:在授课模式下,教师的板书会由教师机进行采集,然后实时传输至客户机。在视频播放模式下,教师机播放连接在嵌入式设备上的优盘中的媒体文件的同时,会将视频图像和音频数据广播发送至所有客户机,由于使用了实时传输协议,客户机与教师机之间、客户机之间都实现了同步。网络广告机系统使用了嵌入式硬件TCC8900,TCC8900是韩国的Telechips公司研制的视频高清解决方案,视频解码最高支持1980*1080分辨率,系统使用CS模式,客户机使用FTP从服务器下载媒体文件,使用HTTP下载列表文件,在功能上,客户机实现了网络配置、时间校正、FTP的断线重连和断点续传、音视频文件的播放、图片的显示与切换、字幕的滚动、存储系统根据使用百分比进行维护、自动下载应用程序新版本进行更新等功能,服务器使用节目单控制客户机在什么时候播放什么内容,从而解决了现有的广告机系统更换播放内容困难以及各客户机之间播放不同步等问题。
【图文】：

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图 1-1 嵌入式系统的硬件架构Fig. 1-1 Hardware Architecture Of Embedded Systems10EP 是我学嵌入式时接触的第一套嵌入式开发设备，它验科研的平台，，使用 SAMSUNG 公司的 ARM920T 微处音频编解码芯片。主频为 200MHz，64M SDRAM，3.5×240，支持液晶显示器扩展接口，从而方便用户扩展自口，由 CS8900 外扩的 10M 网卡和由 DM9000 外扩的 1 个 USB 接口[4]，它的实物图如图 1-2 所示。

图 1-1 嵌入式系统的硬件架构Fig. 1-1 Hardware Architecture Of Embedded SystemsGX-ARM9-2410EP 是我学嵌入式时接触的第一套嵌入式开发设备，它是一款校嵌入式教学和实验科研的平台，使用 SAMSUNG 公司的 ARM920T 微处理器和公司的 UDA1341 音频编解码芯片。主频为 200MHz，64M SDRAM，3.5 寸真彩晶屏，分辨率 320×240，支持液晶显示器扩展接口，从而方便用户扩展自己的显有 2 个以太网卡接口，由 CS8900 外扩的 10M 网卡和由 DM9000 外扩的 10M/10应网卡，此外有 2 个 USB 接口[4]，它的实物图如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1

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