【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ....................................................................................... 54 .......................................................................................... 55 Windows Media Player 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控 .................................................. 55 測(cè)試注意事項(xiàng) ................................................................................................. 56 11 總結(jié) .................................................................................................. 58 謝 辭 ................................................................................................... 59 參考文獻(xiàn) ............................................................................................... 60 畢業(yè)論文 1 引言 現(xiàn)在國(guó)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(zhuān)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(wú)法運(yùn)行多任務(wù)操作系統(tǒng)，以致系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)也變得很復(fù)雜，通常情況下要重新編寫(xiě)任務(wù)管理調(diào)度程序，同時(shí)還要進(jìn)行圖像采集端程序的設(shè)計(jì)以及圖像編解碼程序的設(shè)計(jì)，無(wú)疑，僅此三大類(lèi)軟件設(shè)計(jì)，其成本便可見(jiàn)高下，除此以外，整個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)尤其是軟件的升級(jí)造成了很大的阻礙，原因 在于 沒(méi)有良好操作系統(tǒng)的支持，應(yīng)用程序沒(méi)能與操作系統(tǒng)進(jìn) 行良好的交互。而后者 同樣也面臨諸多問(wèn)題， 首先，專(zhuān)用處理器的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)置硬件編解碼器，無(wú)疑，從性能方面來(lái)講，這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也是它的劣勢(shì)，因?yàn)閮?nèi)置硬件編解碼器的專(zhuān)用處理器往往價(jià)格比普通應(yīng)用處理器高出許出，雖然利用專(zhuān)用處理器能節(jié)省軟件的開(kāi)發(fā)周期，換而言之，也就降低了軟件開(kāi)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(shí)現(xiàn)用硬件來(lái)彌補(bǔ)軟件的成本，而在軟件升級(jí)方面則和方案一存在相同的問(wèn)題，到最后，方案也未能比方案一有明顯的優(yōu)勢(shì)。 那么，如何選擇視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案以填補(bǔ)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的不足呢？這就是本 課題的研究重點(diǎn) ，本文就如何進(jìn)行方案可行性的研究、選擇以及驗(yàn)證進(jìn)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(lái)，我國(guó)的安防系統(tǒng)的發(fā)展相當(dāng)迅速，特別是近兩年為籌備 2020 年北京奧運(yùn)會(huì)的到來(lái)，國(guó)家更是投資了大批人力物力進(jìn)行所有奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)的安全防御監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)安裝，從北京市的交通到奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)的監(jiān)控，整個(gè)市區(qū)安裝了高達(dá)百萬(wàn)個(gè) 監(jiān)控終端。這不僅說(shuō)明監(jiān)控設(shè)備在現(xiàn)在的社會(huì)安全領(lǐng)域起著不可或缺的作用，也說(shuō)明了政府也越來(lái)越重視社會(huì)集中監(jiān)控的優(yōu)越性。 從現(xiàn)代控制理論來(lái)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(lái)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(gè)Host 實(shí)現(xiàn)多個(gè) Client 終端 ，因此，監(jiān)控系統(tǒng)采用此模式可以有效的 實(shí)現(xiàn)多終端監(jiān)控 ，從而節(jié)省了資源 。 在我國(guó)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(jì)新的監(jiān)控系統(tǒng)方案。 本課題主要從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，為了進(jìn)一步解決現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)中的不足，并利用價(jià)格上較有優(yōu)勢(shì)，軟件上更易升級(jí)的思想對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，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(gè)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(diǎn)，極大程度上解決了硬件高成本，軟件不易管理的問(wèn)題。 因此，本課題的研究意義在于通過(guò)重新設(shè)計(jì)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(zhuān)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(jià)比等方面都有非常突出的優(yōu) 勢(shì)。 畢業(yè)論文 3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 概述 系統(tǒng) 簡(jiǎn)介 隨著社會(huì)的 秩序問(wèn)題日趨嚴(yán)重， 為了加強(qiáng) 區(qū)域的 安全性，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng) 越來(lái)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(jì)，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(jìn)行 最大的優(yōu)化，使得 本系統(tǒng)能夠應(yīng)用到更多的場(chǎng)合。 系統(tǒng) 由 前端的圖像采集和圖像壓縮， 通過(guò)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)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(chǔ)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(chǎng)的情況，以某種圖像格式進(jìn)行編碼壓縮，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器把圖像信息傳送給宿主端，以達(dá)到監(jiān)控目的。 網(wǎng)絡(luò)樞紐是指為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中繼站，即網(wǎng)絡(luò)路由器，通過(guò)這種方式，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)， 最后達(dá)到多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)控的目的。即節(jié)省了宿主端的數(shù)目，同時(shí)又簡(jiǎn)化了操作 和管理 ，實(shí)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(jī)和顯示設(shè)備組成。宿主端把 各采集點(diǎn) 回 傳 的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓顯示， 以多窗口的方式顯示各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的 現(xiàn)場(chǎng)情況 ，即可達(dá)到非常及時(shí)的監(jiān)控效果 。 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng) 框圖見(jiàn) 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(jiǎn)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(kāi)放的特性在嵌入式領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)于不同的產(chǎn)品，不同的應(yīng)用場(chǎng)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(dá) 200 多種，它們專(zhuān)為嵌入式應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，使得嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)越來(lái)越方便，價(jià)格也變得越來(lái)越低廉，在航空、通信、娛樂(lè)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(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)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(jī)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(jì)，從而使得 Windows CE 可以安裝到存儲(chǔ)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(dá)到 200KB，對(duì)于現(xiàn)有嵌入式設(shè)備的存儲(chǔ)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(jìn)行各種各樣的嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。典型的新產(chǎn)品有手機(jī)、 POS 終端、 ATM 終端、工業(yè)控制系統(tǒng)等等。 當(dāng)然， Windows CE 屬于 商業(yè) 產(chǎn)品，當(dāng)使用 Windows CE 進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，需要支付 3 美元 ~20 美元的授權(quán)費(fèi)。 Linux Linux 是嵌入式領(lǐng)域中發(fā)展最快 、應(yīng)用最廣 的一個(gè)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(diǎn)： (1) 完全源碼開(kāi)放 (2) 可以免費(fèi)獲得 (3) 支持?jǐn)?shù)十種不同的處理器 (4) 可移植 (5) 可裁剪 其中， “免費(fèi)” 和“開(kāi)源”是 Linux 最有競(jìng)爭(zhēng)力的特點(diǎn)。在全球范圍內(nèi)，已經(jīng)有不計(jì)其數(shù)的個(gè)人、企業(yè)正在使用 Linux。 隨著 Linux 的進(jìn)一步成熟，它以更小代碼尺寸和更多不同平臺(tái)的支持，大大的減少了新產(chǎn)品的成本和研發(fā)時(shí)間， 吸引了 越來(lái)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(bào)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(zhǎng)，再加上基于 Linux 的變種體，如實(shí)時(shí)性能較強(qiáng)的 RTLinux、 RTAI， Kurt 和Linux/RK，能在沒(méi)有 MMU 處理器上運(yùn)行的 μ CLinux，更是把 Linux 的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)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(zhuān)門(mén)為實(shí)時(shí)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的一款優(yōu)秀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。VxWorks 以其超微小的內(nèi)核 提供了實(shí)時(shí)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(diǎn)使得程序員只要專(zhuān)心編寫(xiě)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(chǎng)合。下面羅列了VxWorks 的一些主要特點(diǎn)： (1) 任務(wù)間通信機(jī)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)擴(kuò)展 (7) 支持 C++語(yǔ)言 μ C/OS μ C/OS 是由美國(guó)的 Jean 編寫(xiě)的一個(gè)小型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)從 1992年開(kāi)始至今，已經(jīng)發(fā)展到了第二個(gè)版本μ C/OS II。μ C/OS 的特點(diǎn)是：公開(kāi)源碼，內(nèi)核簡(jiǎn)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(gè)任務(wù)。 該系統(tǒng)主要用于教育研究，和一些簡(jiǎn)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(guó)一家 CPU 核設(shè)計(jì)商，它本身并不生產(chǎn)CPU，而是設(shè)計(jì)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(chǎng)份額高達(dá) 80%以上，應(yīng)用范圍涉及手機(jī)，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(biāo)準(zhǔn)，它由 MIPS 技術(shù)公司開(kāi)發(fā)擬定的。 MIPS 技術(shù)公司是一家設(shè)計(jì)制造高性能、高檔次的嵌入式 32 位和 64 位處理器開(kāi)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(duì) MIPS 32 4 Kc的 新版本以及未來(lái) 64位 MIPS 64 20 Kc處理器內(nèi)核。 MIPS 技術(shù)公司既開(kāi)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(kāi)發(fā)工具，稱(chēng)為 MIPS IDF（ Integrated Development Framework） ,大大的降低了開(kāi)發(fā)的難度。 PowerPC Power PC 構(gòu)架的主要特點(diǎn)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(gè)人 PC，從消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個(gè)方面。 目前 Power PC 獨(dú)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(jià)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(diǎn) ARM 的 特點(diǎn) ARM 主要特點(diǎn)： 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，