【正文】 是Unix家族的一元，與Unix不同的是，它可以運(yùn)行在不同的硬件平臺(tái)上，它于1991年誕生于芬蘭的一個(gè)大學(xué)生Linus Tor valds手中，不過(guò)當(dāng)時(shí)還只是一個(gè)雛形，為了不讓自己的這個(gè)羽翼未滿的操作系統(tǒng)夭折，Linus將自己的作品Linux通過(guò)Internet發(fā)布，從此大量的一批知名的、不知名的編程人員以及電腦黑客加入到Linux系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中來(lái)，Linux就這樣的逐漸成長(zhǎng)起來(lái)了[1]。Linux系統(tǒng)下提供了非常豐富的開(kāi)源軟件和視頻支持，支持各種硬件平臺(tái)，因此Linux平臺(tái)成為了視頻采集的最佳平臺(tái)。中國(guó)應(yīng)當(dāng)注意發(fā)展這一智力密集型產(chǎn)業(yè)”。介紹了系統(tǒng)中各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與模塊功能的實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)。項(xiàng)目背景及未來(lái)發(fā)展應(yīng)用方向：縱觀視頻監(jiān)控的研究進(jìn)展，從閉路電視系統(tǒng)構(gòu)建的模擬系統(tǒng)、經(jīng)歷了數(shù)字信號(hào)控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、過(guò)渡到數(shù)字硬盤(pán)錄像設(shè)備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和當(dāng)代的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)這幾大重要階段。d、性能穩(wěn)定可靠，無(wú)需專人管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采集視頻信號(hào)的終端應(yīng)用了嵌入式Linux技術(shù)，主要采用嵌入式多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，又能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)功能和視頻壓縮功能集中到一個(gè)極小體積的設(shè)備內(nèi)，同時(shí)可以直接連入廣域網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)絡(luò)，即插即看，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)性得到了極大的提升，能夠運(yùn)用于無(wú)人值守的環(huán)境中。教育系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、部隊(duì)系統(tǒng)、石化系統(tǒng)等的視頻監(jiān)控與安全檢測(cè)等；對(duì)農(nóng)村和農(nóng)民而言：農(nóng)產(chǎn)品是主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，農(nóng)產(chǎn)品的收成直接決定著農(nóng)民的收入，主要監(jiān)控糧食的生成，同時(shí)還可以做一些其他溫度和濕度的感光性能，增加農(nóng)產(chǎn)品的收成同時(shí)幫助農(nóng)民致富。視頻監(jiān)控的智能化是趨勢(shì)，也是近年的熱點(diǎn)，大環(huán)境給了我們視頻智能化的大好空間，那就得好好利用。Linux操作系統(tǒng)是一個(gè)基于POSIX和Unix的多CPU、支持多線程、多任務(wù)和的多用戶操作系統(tǒng)；能夠運(yùn)行主要的應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和Unix工具軟件；它同時(shí)支持32位硬件和64位硬件平臺(tái)；Linux繼承了Unix的以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計(jì)思想，是一個(gè)性能穩(wěn)定的多用戶、實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)[2]。在Linux環(huán)境開(kāi)發(fā)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的好處就在于以后能夠很好的移植到移動(dòng)終端。Qt很容易擴(kuò)展，并且 允許真正地組件編程。這些都使得不同模塊之間的協(xié)同工作變得非常簡(jiǎn)單。而且有大量的開(kāi)發(fā)文檔。在Linux編程中實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的I/O通道進(jìn)行統(tǒng)一管理一般通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)的ioctl（）函數(shù)。2) 查詢并獲取到USB視頻設(shè)備的設(shè)備屬性，可以查看到該設(shè)備具有的一些功能，例如USB視頻設(shè)備是否具有視頻輸入輸出的功能，或者音頻輸入輸出的功能等。 }while (ret == 1 amp。VIDOC_S_INPUT，struct v4l2_input4) 設(shè)置視頻采集的的視頻幀格式和視頻制式，視頻制式包括幀的格式，NTSC，PAL，包括寬度（width）和高度（height）等。VIDIOC_QBUF，struct v4l2_buffer7) 開(kāi)始視頻的采集enum v4l2_buf_type typetype = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE。 }8) 進(jìn)行出隊(duì)列操作從而獲取已采集數(shù)據(jù)到的視頻幀緩沖數(shù)據(jù)，取得原始采集數(shù)據(jù)。服務(wù)器（server）端是基于Linux系統(tǒng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序。Chrome瀏覽器支持最佳）。從圖中可以看出主要的流程，以及邏輯關(guān)系?？蛻舳耍╟lient）主要負(fù)責(zé)的是將接收到的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)QT編程將其渲染出來(lái)。由于是實(shí)時(shí)傳輸，所以還用到多線程，使得每個(gè)客戶端（client）相互獨(dú)立，各個(gè)線程都將執(zhí)行一個(gè)死循環(huán)，源源不斷的給客戶端發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。 技術(shù)概要當(dāng)前模塊需要涉及到對(duì)設(shè)備的I/O進(jìn)行相關(guān)的操作，主要通過(guò)v4l2（video for Linux II）框架對(duì)視頻設(shè)備進(jìn)行設(shè)置和控制。4） VIDIOC_ENUM_FMT：獲取USB視頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)所支持的視頻格式。8） VIDIOC_CROPCAP：查詢驅(qū)動(dòng)的修剪能力。12） VIDIOC_DQBUF：把視頻數(shù)據(jù)放回隊(duì)列。其中還可以通過(guò)查閱v4l2編程技術(shù)提供的API文檔，熟悉一些結(jié)構(gòu)體屬性的賦值以及一些控制標(biāo)記具有的實(shí)際意義。我們利用Linux系統(tǒng)提供的接口函數(shù)open來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行打開(kāi)的操作。在Linux系統(tǒng)中，一切設(shè)備皆文件，所以不管是打開(kāi)的文件還是打開(kāi)設(shè)備都是通過(guò)此表中的文件描述符來(lái)引用的。VIDIOC_G_FMT、VIDIOC_S_FMT等需要通過(guò)查閱v4l2提供的API來(lái)理解具體意義。用到v4l2中的v4l2_streamparm和v4l2_format兩個(gè)結(jié)構(gòu)體以及VIDIOC_S_PARM和VIDIOC_S_FMT兩個(gè)宏，相關(guān)用法的介紹請(qǐng)?jiān)敿?xì)查閱v4l2框架的API文檔。從內(nèi)核中申請(qǐng)緩存用到v4l2編程中的結(jié)構(gòu)體v4l2_requestbuffer和宏定義VIDIOC_REQBUFS。還要設(shè)置緩存的訪問(wèn)方式以及使用內(nèi)存映射的訪問(wèn)方式，對(duì)緩存進(jìn)行映射，并建立緩存隊(duì)列。獲得視頻設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)需要調(diào)用VIDIOC_QBUF和VIDIOC_DQBUF兩個(gè)宏定義來(lái)控制對(duì)緩沖隊(duì)列進(jìn)行進(jìn)/出隊(duì)操作。讀取完隊(duì)列后，進(jìn)行解碼（反編碼），然后就能得到視頻數(shù)據(jù)。對(duì)從攝像頭設(shè)備采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行一次huffman編碼，把圖片轉(zhuǎn)換成jpeg或者jpg格式的。 技術(shù)概要這一模塊主要涉及到對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行的壓縮編碼以及基于C語(yǔ)言的網(wǎng)絡(luò)和多線程的編程。由于視頻設(shè)備采集到的每一幀視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)了huffman編碼以后都會(huì)變成一張完整的圖片，所以我們?cè)谙旅姘l(fā)送視頻數(shù)據(jù)的傳輸部分需要做一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)封裝，下面分別給出了程序流程圖（圖9）和數(shù)據(jù)封裝格式（圖10）?？蛻舳伺c服務(wù)器端需要建立網(wǎng)絡(luò)連接必須要進(jìn)行了“三次握手”，才連接成功，然后視頻監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端向服務(wù)器端發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。下面給出TCP網(wǎng)絡(luò)編程流程（圖11）和數(shù)據(jù)分割步驟（圖12)。所以這一模塊中主要是將上一模塊所接收到的視頻幀數(shù)據(jù)通過(guò)QT中的繪圖事件（PaintEvent）將圖片刷新加載到控件上，從而形成了連續(xù)的視頻圖像，實(shí)現(xiàn)了視頻渲染的功能，經(jīng)過(guò)后續(xù)的一些測(cè)試，發(fā)現(xiàn)這一過(guò)程將會(huì)消耗大量的CPU資源。 邏輯概要及流程圖視頻圖像的刷新流程，這一模塊主要用到信號(hào)和槽的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。軟件測(cè)試的最終目標(biāo)，就是為了更早地、更快地將軟件程序或軟件產(chǎn)品中所存在的各種缺陷找出來(lái)，并告訴軟件開(kāi)發(fā)人員，讓他們更好地完善軟件系統(tǒng)。 系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)試將分別對(duì)服務(wù)端和客戶端進(jìn)行，我們可以下執(zhí)行步驟。4） 用戶可以同時(shí)安裝多個(gè)USB攝像頭，通過(guò)客戶端查看各個(gè)USB攝像頭拍攝到的視頻。如果采用OSI七層模型的內(nèi)容和形式，把相應(yīng)的控制模塊硬件、視頻數(shù)據(jù)采集、視頻數(shù)據(jù)的編碼、視頻數(shù)據(jù)的解碼和視頻監(jiān)控軟件以及開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，可以形成一個(gè)統(tǒng)一完整的系統(tǒng)框架。結(jié)合了QT技術(shù)構(gòu)建了具有圖形化界面支持的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式是目前在PC上進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。由于我還是個(gè)初學(xué)者，雖然最終能夠?qū)崿F(xiàn)了一些功能，但是對(duì)中間相關(guān)的一些模塊開(kāi)發(fā)，比如驅(qū)動(dòng)等等還不是很熟悉，還有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握。當(dāng)然，這份成功的取得是與老師和同學(xué)的熱心幫助也是分不開(kāi)的。正是在他們的慈愛(ài)與呵護(hù)下，我才能快樂(lè)地成長(zhǎng)、勇敢地追求自己的夢(mèng)想。我會(huì)銘記身邊的同學(xué)，銘記我們相聚而笑、相散而念的美好情誼。老師的無(wú)私奉獻(xiàn)，讓我在知識(shí)的殿堂里收獲了人生最寶貴的財(cái)富。于此，謹(jǐn)向他們致以最誠(chéng)摯的謝意。參考文獻(xiàn)[1] [D]．北京：北京郵電大學(xué)．2007．6，7:38.[2] 倪繼利．Linux內(nèi)核分析及編程[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2006．1,4:315.[3] 戴麗．基于Video4Linux的USB攝像頭圖像采集實(shí)現(xiàn)[J]．合肥工業(yè)大學(xué)．2006,2:31.[4] 劉斌．基于嵌入式系統(tǒng)的視頻采集模塊的設(shè)計(jì)[D]．西安電子科技大學(xué)，2006,53:38.[5] 許海燕,[M] 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