【文章內(nèi)容簡介】 ....................................................................................... 54 .......................................................................................... 55 Windows Media Player 進行遠程監(jiān)控 .................................................. 55 測試注意事項 ................................................................................................. 56 11 總結(jié) .................................................................................................. 58 謝 辭 ................................................................................................... 59 參考文獻 ............................................................................................... 60 畢業(yè)論文 1 引言 現(xiàn)在國內(nèi)的視頻監(jiān)控設(shè)備多數(shù)采用高成本的 DSP 處理器 +網(wǎng)絡(luò)傳輸和專用處理器 +模擬傳輸兩種方案 ，就目前的這兩種方案而言，前者不但硬件成本高，而且由于 DSP的特性，多數(shù)無法運行多任務(wù)操作系統(tǒng)，以致系統(tǒng)軟件的設(shè)計也變得很復(fù)雜，通常情況下要重新編寫任務(wù)管理調(diào)度程序，同時還要進行圖像采集端程序的設(shè)計以及圖像編解碼程序的設(shè)計，無疑，僅此三大類軟件設(shè)計，其成本便可見高下，除此以外，整個系統(tǒng)的升級尤其是軟件的升級造成了很大的阻礙，原因 在于 沒有良好操作系統(tǒng)的支持，應(yīng)用程序沒能與操作系統(tǒng)進 行良好的交互。而后者 同樣也面臨諸多問題， 首先，專用處理器的優(yōu)點是內(nèi)置硬件編解碼器，無疑，從性能方面來講，這是一個優(yōu)勢，但同時也是它的劣勢，因為內(nèi)置硬件編解碼器的專用處理器往往價格比普通應(yīng)用處理器高出許出，雖然利用專用處理器能節(jié)省軟件的開發(fā)周期，換而言之，也就降低了軟件開發(fā)的成本，但高出的硬件投資，也就恰好抵消了軟件的成本，最多也就實現(xiàn)用硬件來彌補軟件的成本，而在軟件升級方面則和方案一存在相同的問題，到最后，方案也未能比方案一有明顯的優(yōu)勢。 那么，如何選擇視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案以填補現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的不足呢？這就是本 課題的研究重點 ，本文就如何進行方案可行性的研究、選擇以及驗證進行介紹。 畢業(yè)論文 2 緒論 課題研究的目的和意義 近幾年來，我國的安防系統(tǒng)的發(fā)展相當迅速，特別是近兩年為籌備 2020 年北京奧運會的到來，國家更是投資了大批人力物力進行所有奧運會場的安全防御監(jiān)控系統(tǒng)升級安裝，從北京市的交通到奧運會場的監(jiān)控，整個市區(qū)安裝了高達百萬個 監(jiān)控終端。這不僅說明監(jiān)控設(shè)備在現(xiàn)在的社會安全領(lǐng)域起著不可或缺的作用，也說明了政府也越來越重視社會集中監(jiān)控的優(yōu)越性。 從現(xiàn)代控制理論來看，集散型控制是比較突出的一種控制方式，所以，現(xiàn)在流行的監(jiān)控系統(tǒng)也同 樣采用此方法。從系統(tǒng)的上下行模式來區(qū)別，監(jiān)控系統(tǒng)主要有 HostClient模式，也就是主從模式，這種模式主要是采用 以太網(wǎng) 傳輸方式，通常情況下可以一個Host 實現(xiàn)多個 Client 終端 ，因此，監(jiān)控系統(tǒng)采用此模式可以有效的 實現(xiàn)多終端監(jiān)控 ，從而節(jié)省了資源 。 在我國現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)中，普遍采用的是前面所述的兩種系統(tǒng)方案，根據(jù)前面的分析可以知道，這兩種都不是最理想的方案，因此要真正的向高效化、低成本化發(fā)展監(jiān)控系統(tǒng)，就必須重新設(shè)計新的監(jiān)控系統(tǒng)方案。 本課題主要從實際應(yīng)用的角度出發(fā)，為了進一步解決現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)中的不足，并利用價格上較有優(yōu)勢，軟件上更易升級的思想對系統(tǒng)進行了設(shè)計，最終以應(yīng)用處理器 +嵌入式 Linux 操作系統(tǒng) +以太網(wǎng)傳輸 作為整個系統(tǒng)的核心構(gòu)架，這種方案有效的克服了前面所述的兩種監(jiān)控系統(tǒng)的缺點，極大程度上解決了硬件高成本，軟件不易管理的問題。 因此，本課題的研究意義在于通過重新設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)，以改造現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的不足，主要突出在改變了傳統(tǒng)監(jiān)控方案： DSP 處理器 +網(wǎng)絡(luò)傳輸和專用處理器 +模擬傳輸兩種方案，以全新的方案：應(yīng)用處理器 +嵌入式 Linux 操作系統(tǒng) +以太網(wǎng)傳輸，不僅具有良好的穩(wěn)定性，而且從性價比等方面都有非常突出的優(yōu) 勢。 畢業(yè)論文 3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 概述 系統(tǒng) 簡介 隨著社會的 秩序問題日趨嚴重， 為了加強 區(qū)域的 安全性，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 越來越得到重視，到現(xiàn)在 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于交通、海關(guān)、航空等領(lǐng)域 。本系統(tǒng)以全新的思路設(shè)計，整合了目前嵌入式系統(tǒng)的新技術(shù)， 從性能、成本，操作方面 進行 最大的優(yōu)化，使得 本系統(tǒng)能夠應(yīng)用到更多的場合。 系統(tǒng) 由 前端的圖像采集和圖像壓縮， 通過以太網(wǎng)把圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控端，在監(jiān)控端實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控的作用。 系統(tǒng)組成 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是以圖像采集端、網(wǎng)絡(luò) 樞紐 、 宿主端三部分構(gòu)成。 圖像采集端主要是由嵌入式主板組成，其硬件包含：嵌入式處理器、網(wǎng)絡(luò) 控制器、存儲器、電源模塊等， 而軟件則包括：嵌入式操作系統(tǒng)、 TCP/IP 協(xié)議棧、存儲器管理等。通常所構(gòu)成的系統(tǒng)的主要功能是采集現(xiàn)場的情況，以某種圖像格式進行編碼壓縮，再通過網(wǎng)絡(luò)控制器把圖像信息傳送給宿主端，以達到監(jiān)控目的。 網(wǎng)絡(luò)樞紐是指為了實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能，在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，需要多個網(wǎng)絡(luò)中繼站，即網(wǎng)絡(luò)路由器，通過這種方式，可以進行網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)， 最后達到多點同時監(jiān)控的目的。即節(jié)省了宿主端的數(shù)目，同時又簡化了操作 和管理 ，實現(xiàn)一主多從的 集散型 監(jiān)控方式。 宿主端即監(jiān)控端， 通常以 PC 主機和顯示設(shè)備組成。宿主端把 各采集點 回 傳 的數(shù)據(jù)進行解壓顯示， 以多窗口的方式顯示各個監(jiān)控點的 現(xiàn)場情況 ，即可達到非常及時的監(jiān)控效果 。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng) 框圖見 畢業(yè)論文 圖 畢業(yè)論文 圖 系統(tǒng)框圖 畢業(yè)論文 4 嵌入式系統(tǒng)簡介 主流嵌入式操作系統(tǒng)的比較 嵌入式操作系統(tǒng)以其微小內(nèi)核、可移植、可裁剪、源碼開放的特性在嵌入式領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。對于不同的產(chǎn)品，不同的應(yīng)用場合，可以選擇合適的 嵌入式操作系統(tǒng)。到目前為此，全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)高達 200 多種，它們專為嵌入式應(yīng)用而開發(fā)，使得嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)越來越方便，價格也變得越來越低廉，在航空、通信、娛樂等領(lǐng)域已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用。 較為流行的嵌入式操作系統(tǒng)有： Linux， Windows CE， VxWorks， μ C/OS 等等 Windows CE Windows CE 是微 軟 公司的產(chǎn)品，它是 以 Windows 操作系統(tǒng)核心 作為基礎(chǔ)， 為有限資源的平臺進行簡化，并保留了多線程、優(yōu)先權(quán)、多任務(wù) 、可移植 等特性。 Windows CE和 PC 機使用的 Windows 操作系統(tǒng)的最大區(qū)別是采用了模塊化設(shè)計，從而使得 Windows CE 可以安裝到存儲空間并不大的嵌入式設(shè)備，通常 Windows CE 的內(nèi)核映像文件最小可以達到 200KB，對于現(xiàn)有嵌入式設(shè)備的存儲空間有限的情況下， Windows CE 仍然可以得到 非常 好的應(yīng)用。 目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有上千家公司采用 Windows CE 進行各種各樣的嵌入式產(chǎn)品開發(fā)。典型的新產(chǎn)品有手機、 POS 終端、 ATM 終端、工業(yè)控制系統(tǒng)等等。 當然， Windows CE 屬于 商業(yè) 產(chǎn)品，當使用 Windows CE 進行產(chǎn)品開發(fā)時，需要支付 3 美元 ~20 美元的授權(quán)費。 Linux Linux 是嵌入式領(lǐng)域中發(fā)展最快 、應(yīng)用最廣 的一個操作系統(tǒng)。 Linux 是 在 GPL 下發(fā)行的操作系統(tǒng) ， 與其他現(xiàn)有的操作系統(tǒng)相比有以下特點： (1) 完全源碼開放 (2) 可以免費獲得 (3) 支持數(shù)十種不同的處理器 (4) 可移植 (5) 可裁剪 其中， “免費” 和“開源”是 Linux 最有競爭力的特點。在全球范圍內(nèi)，已經(jīng)有不計其數(shù)的個人、企業(yè)正在使用 Linux。 隨著 Linux 的進一步成熟，它以更小代碼尺寸和更多不同平臺的支持，大大的減少了新產(chǎn)品的成本和研發(fā)時間， 吸引了 越來越多的 設(shè)備生產(chǎn)商，到現(xiàn)在， Linux 已經(jīng)成為世界主 流 的嵌入式操作系統(tǒng)。 畢業(yè)論文 根據(jù) IDC 報告指出， Linux 已經(jīng)成為世界第二大操作系統(tǒng)。并且每年以高于 25%的速度增長，再加上基于 Linux 的變種體，如實時性能較強的 RTLinux、 RTAI， Kurt 和Linux/RK，能在沒有 MMU 處理器上運行的 μ CLinux，更是把 Linux 的應(yīng)用領(lǐng)域擴展到了工業(yè)控制和軍事工業(yè)以及航空工業(yè)。 VxWorks VxWorks 是 WindRiver 公司專門為實時系統(tǒng)而設(shè)計的一款優(yōu)秀的實時操作系統(tǒng)。VxWorks 以其超微小的內(nèi)核 提供了實時任務(wù)調(diào)度、中斷管理、任務(wù)間通信等功能。 由于WindRiver 已經(jīng)為 VxWorks 作了大量的優(yōu)化工作，其優(yōu)異的性能和穩(wěn)定的特點使得程序員只要專心編寫應(yīng)用程序，根本不需要去關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)核的管理。 除此之外， VxWorks具備完善的網(wǎng)絡(luò)通信，文件系統(tǒng)等模塊，可以應(yīng)用到各種不同的場合。下面羅列了VxWorks 的一些主要特點： (1) 任務(wù)間通信機制 (2) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 (3) 文件系統(tǒng) (4) I/O 管理 (5) 超微小內(nèi)核 (6) POSIX 標準實時擴展 (7) 支持 C++語言 μ C/OS μ C/OS 是由美國的 Jean 編寫的一個小型實時操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)從 1992年開始至今，已經(jīng)發(fā)展到了第二個版本μ C/OS II。μ C/OS 的特點是：公開源碼，內(nèi)核簡潔，可移植性好，可裁剪，可固化，搶占式內(nèi)核，可以管理 60 多個任務(wù)。 該系統(tǒng)主要用于教育研究，和一些簡單的控制系統(tǒng)應(yīng)用。 常用的 嵌入式處理器 ARM ARM(Advanced RISC Machines)公司是英國一家 CPU 核設(shè)計商，它本身并不生產(chǎn)CPU，而是設(shè)計出 CPU 以 IP 核的方式授權(quán)給其他公司生產(chǎn)。 ARM 處理 器目前主要包括 ARM7， ARM9， ARM10， ARM11 以及 Cortex 和 SecurCore 系列。 ARM 公司推出的嵌入式處理器幾乎含蓋了所有層次的處理 器，主頻也從 50MHz 到 1GHz 不等 。 到目前為此， ARM 處理器已經(jīng)成為嵌入式領(lǐng)域的神話，其市場份額高達 80%以上，應(yīng)用范圍涉及手機，端終，控制，家電等等 。 畢業(yè)論文 MIPS MIPS（ Microprocessor whithout Interlocked Pipeline Stages）是一種處理器內(nèi)核標準，它由 MIPS 技術(shù)公司開發(fā)擬定的。 MIPS 技術(shù)公司是一家設(shè)計制造高性能、高檔次的嵌入式 32 位和 64 位處理器開發(fā)商，在 RISC 處理器領(lǐng)域占有很重要的地位。 2020 年，MIPS公司發(fā)布了針對 MIPS 32 4 Kc的 新版本以及未來 64位 MIPS 64 20 Kc處理器內(nèi)核。 MIPS 技術(shù)公司既開發(fā) MIPS 處理器構(gòu)架，又自己生產(chǎn)基于 MIPS 的 32/64 位處理器芯片。為了使用戶更加方便地應(yīng)用 MIPS 處理器， MIPS 公司推出了一套集成開發(fā)工具，稱為 MIPS IDF（ Integrated Development Framework） ,大大的降低了開發(fā)的難度。 PowerPC Power PC 構(gòu)架的主要特點是可伸縮性好，方便靈活。 Power PC 處理器品種很多，既有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應(yīng)用范圍非常廣泛，從高 端的工作站、服務(wù)器到個人 PC，從消費類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個方面。 目前 Power PC 獨立微處理器與嵌入式處理器的主頻從 25MHz~700MHz 之間，它們的功耗，尺寸，價格相差比較大，主要的產(chǎn)品模塊有 Power PC 750 CX 和 750 CXe，以及 Power PC 440GP，用于嵌入式系統(tǒng)的有 Power PC405 和 Power PC 440。 Power PC的嵌入式處理器常用于 通 信，金融和其他終端設(shè)備。 畢業(yè)論文 5 ARM 處理器 ARM 構(gòu)架特點 ARM 的 特點 ARM 主要特點： 體積小、低功耗、低成本、高 性能 。 支持 16 位 Thumb 和 32 位 ARM 指令， Thumb 指令可以減少大約 30%~40%的代碼大小，具有更高的代碼密度，