【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日N目 錄1 緒論 1 1 1 22主要器件的選擇與介紹 3 攝像頭OV9650 3 通信機(jī)制 4 TCP協(xié)議 4 UDP協(xié)議 4 服務(wù)端 5 CortexA8架構(gòu) 5 s5pc100處理器—FIMC 6 視頻流Mipg_streamer 6 7 顯示器LCD—LQ043T3DX02 73 主要模塊的設(shè)計(jì) 9 9 OV9650視頻采集模塊 9 I2C驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě) 10 V4L2驅(qū)動(dòng)編寫(xiě) 11 s5pc100服務(wù)端環(huán)境搭建 11: 11 移植步驟： 11 視頻流組件添加 134主程序的設(shè)計(jì) 19 總體要求 19 主程序 19參考文獻(xiàn) 22致 謝 23基于CortexA8遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展了短短二十幾年時(shí)間,從最早模擬監(jiān)控到前些年火熱數(shù)字監(jiān)控再到現(xiàn)在方興未艾網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,發(fā)生了翻天覆地變化。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通監(jiān)管，重要場(chǎng)所監(jiān)控對(duì)于監(jiān)控設(shè)備的需求越來(lái)越旺盛，可靠性高，成本低廉，功能完善的監(jiān)控系統(tǒng)便相當(dāng)會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力，這也是本系統(tǒng)的最終目標(biāo)。本文詳細(xì)介紹了基于cotexA8的遠(yuǎn)程實(shí)習(xí)監(jiān)控系統(tǒng)的制作，利用圖傳感器cmos頭OV9650獲取實(shí)時(shí)圖像，服務(wù)端處理器s5pc100提供的camif接口即媒體處理部分進(jìn)行初步的格式轉(zhuǎn)換，給視頻流服務(wù)器mjpg_streamer添加組件，視頻流服務(wù)器主要負(fù)責(zé)將源圖像傳送給PC端的控制頁(yè)面和本地LCD的播放?！娟P(guān)鍵詞】 安防 監(jiān)控 ARMThe Design of Remote Realtime Monitoring System Based on CortexA8AbstractVideo monitoring system development a short period of 20 years, from the earliest years fiery analog control to digital monitoring now and then to be just unfolding network video monitoring, happened to turn the world upside down change. With the development of economy, traffic supervision, monitoring important places for monitoring equipment is more and more strong, high reliability, low cost, monitoring system with perfect function quite to be petitive, the ultimate goal of this is also the system.This paper introduces the production practice of cotexA8 remote monitoring system based on CMOS, using sensor head OV9650 realtime image processor, camif interface server s5pc100 provides media processing part of format conversion, the transplantation of system at s5pc100, for video streaming server mjpg_streamer add ponents, video streaming server is mainly responsible for the source send the image to a PC terminal control page and local LCD player.【Key words】 Security monitor ARMII1 緒論網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)之一是配備了百萬(wàn)像素的監(jiān)控?cái)z像頭，可以捕捉高清晰度的畫(huà)面，提高視頻監(jiān)控和安防的準(zhǔn)確性。另一個(gè)先進(jìn)特點(diǎn)是采用網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)與外部存儲(chǔ)技術(shù)，與本地硬盤(pán)錄像機(jī)相比具有更高效、成本更低的優(yōu)勢(shì)。另外，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也可以和門(mén)禁控制以及其他非監(jiān)控技術(shù)相集成，形成完整的一體化系統(tǒng)[1]?！笆晃濉逼陂g我國(guó)安防產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，截至2010年，行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到2300多億元，年均增長(zhǎng)23%以上；其中安防產(chǎn)品產(chǎn)值約為1000億元，尤以安防電子產(chǎn)品發(fā)展較快，年均增長(zhǎng)25%左右，而視頻監(jiān)控系統(tǒng)則占到安防電子產(chǎn)品比重的55%，遠(yuǎn)高于出入口控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)及其他類(lèi)別[25]。在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)資助下，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、戴維SARNOFF研究中心等幾家著名研究機(jī)構(gòu)合作，研制了視頻監(jiān)視與監(jiān)控系統(tǒng)VSAM。VSAM的目標(biāo)是為未來(lái)城市和戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控應(yīng)用開(kāi)發(fā)的一種自動(dòng)視頻理解技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中人力監(jiān)控費(fèi)用昂貴、非常危險(xiǎn)或者人力無(wú)法實(shí)現(xiàn)等場(chǎng)合下的監(jiān)控。英國(guó)的雷丁大學(xué)(University of Reading)開(kāi)展了對(duì)車(chē)輛和行人的跟蹤及其交互作用識(shí)別的相關(guān)研究；IBM與Microsoft等公司也正逐步將基于視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別接口應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域中；Maryland大學(xué)的實(shí)時(shí)視覺(jué)監(jiān)控系統(tǒng)W4不僅能夠定位人和分割出人的身體部分，而且通過(guò)建立外觀模型來(lái)實(shí)現(xiàn)多人的跟蹤，可以檢測(cè)和跟蹤室外環(huán)境中的人并對(duì)他們之間簡(jiǎn)單的交互進(jìn)行監(jiān)控。ioimage和ObjectVideo是智能視頻領(lǐng)域很有代表性的兩個(gè)公司，他們開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，都能在一定規(guī)則設(shè)置下自動(dòng)進(jìn)行事件探測(cè)、目標(biāo)跟蹤和異常提醒[68]。從上世紀(jì)80年代初，北京天安門(mén)廣場(chǎng)安裝第一批監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始，中國(guó)的安防產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了引進(jìn)、模仿、消化吸收、創(chuàng)新的發(fā)展過(guò)程。經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，中國(guó)的安防企業(yè)已經(jīng)達(dá)到2萬(wàn)多家。在中國(guó)安防產(chǎn)業(yè)的構(gòu)成中，視頻監(jiān)控占據(jù)了較大比重，約占55%、出入口控制占15%、防盜報(bào)警占12%、其他類(lèi)別占18%。中國(guó)視頻監(jiān)控產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商主要集中在廣東地區(qū)、江浙地區(qū)以及京津地區(qū)，其中廣東地區(qū)約占70%，而深圳就集中了約65%的廠商，是國(guó)內(nèi)視頻監(jiān)控產(chǎn)品的發(fā)源地和制造基地。江浙地區(qū)約占12%，京津地區(qū)約占10%，其余地區(qū)合計(jì)約占8%。國(guó)產(chǎn)品牌視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場(chǎng)占有率達(dá)到六成左右，但高端市場(chǎng)被國(guó)際視頻監(jiān)控品牌牢牢占據(jù)。國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品出了滿足國(guó)內(nèi)中低端市場(chǎng)的需求，還有大量產(chǎn)品OEM到國(guó)際市場(chǎng)，中國(guó)已經(jīng)成為世界視頻監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)[912]。本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容是如何將攝像頭驅(qū)動(dòng)起來(lái)，讓其正常高效的工作，獲取實(shí)時(shí)的被監(jiān)控區(qū)域圖像。獲取圖像后為滿足不同終端對(duì)圖片格式和大小的不同要求，CPU進(jìn)行格式轉(zhuǎn)碼和大小裁剪工作，為了使CPU能正常工作，需要搭建一個(gè)工作環(huán)境，搭建工作環(huán)境，進(jìn)行系統(tǒng)移植是必不可少的，在本系統(tǒng)中，這是一切的基礎(chǔ)。對(duì)于網(wǎng)頁(yè)終端，其需求的格式是JPEG，大小為640X480，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)字節(jié)流套接字發(fā)送至網(wǎng)頁(yè)客戶端。對(duì)于本地播放，LCD需求的是RGB565格式，大小為480X272，它的緩沖BUFFER與被映射出來(lái)的全局緩沖區(qū)是同一個(gè)。本系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到以下的性能要求：網(wǎng)頁(yè)端得打開(kāi)和關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間不能超過(guò)2s，畫(huà)面不能有明顯的停滯感且畫(huà)面不能有像素點(diǎn)的重疊情況。本地LCD顯示視頻大小應(yīng)該被裁剪為480X272。格式轉(zhuǎn)換成RGB565。能抓圖保存至本地。2主要器件的選擇與介紹本課題研究主要是基于CMOS圖像傳感器攝像頭OV9650，PC機(jī)，以處理器s5pc100為核心的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其中主要用到的硬件有：攝像頭選擇為OmniVision公司OV9650；核心處理器是三星s5pc100；顯示屏LCD采用夏普LQ043T3DX02；任意一臺(tái)PC機(jī)。 攝像頭OV9650OV9650是OmniVision公司的130萬(wàn)像素CMOS攝像頭，可以感知外部的視覺(jué)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。具有高敏感度、低功耗、高分辨率，支持SXVGA、VGA、QVGA、CIF等大量常用的圖像格式、支持自動(dòng)圖像控制等優(yōu)點(diǎn)。OV9650引腳圖如圖1所示，管腳注釋如表1所示。OV9650引腳及其功能描述如下：圖1 ov9650管腳圖IICSCL腳: IICSCL是I2C總線時(shí)序線，用于傳輸時(shí)鐘信號(hào)。IICSDA腳: IICSDA腳是I2C總線數(shù)據(jù)線，用于傳輸數(shù)據(jù)，配置ov9650內(nèi)部大量的寄存器。GPG12：PWDN信號(hào)，其值應(yīng)一直為低。表1 管腳注釋名稱(chēng)I/O有效電平描述CAMPCLKI像素時(shí)鐘，由攝像頭處理器驅(qū)動(dòng)CAMVSYNCIH/L垂直同步信號(hào)，由攝像頭處理器驅(qū)動(dòng)CAMHREFIH/L水平參考信號(hào)，由攝像頭處理器驅(qū)動(dòng)CAMDATA[7:0]I八位并行像素?cái)?shù)據(jù)，由攝像頭處理器驅(qū)動(dòng)CAMCLKOUTO攝像頭處理器的主時(shí)鐘CAMRSTOH/L攝像頭處理器的軟件復(fù)位/下拉工作過(guò)程中，通過(guò)CAMCLKOUT給攝像頭提供時(shí)鐘，并且復(fù)位攝像頭，攝像頭開(kāi)始工作，PWDN在攝像頭工作時(shí)應(yīng)該始終為低。幀同步通過(guò)檢測(cè)HREF與VSYNC來(lái)進(jìn)行，當(dāng)HREF為低電平且VSYNC處于上升沿時(shí)進(jìn)行同步，同時(shí)攝像頭輸出PCLK時(shí)鐘信號(hào)，各個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)在PCLK下降沿時(shí)有效，數(shù)據(jù)是通過(guò)D0~D7這八根數(shù)據(jù)線并行送出的。OV9650的工作時(shí)序如圖2所示。圖2 OV9650時(shí)序圖 通信機(jī)制 TCP協(xié)議Transmission Control Protocol—TCP傳輸控制協(xié)議是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，在簡(jiǎn)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能。因特網(wǎng)協(xié)議族中，TCP層是位于IP層之上，應(yīng)用層之下的中間層。不同主機(jī)的應(yīng)用層之間經(jīng)常需要可靠的、像管道一樣的連接，但是IP層不提供這樣的流機(jī)制，而是提供不可靠的包交換。應(yīng)用層向TCP層發(fā)送用于網(wǎng)間傳輸?shù)?、?位字節(jié)表示的數(shù)據(jù)流，然后TCP把數(shù)據(jù)流分區(qū)成適當(dāng)長(zhǎng)度的報(bào)文段（通常受該計(jì)算機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層的最大傳輸單元（MTU）的限制）。之后TCP把結(jié)果包傳給IP層，由它來(lái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將包傳送給接收端實(shí)體的TCP層。TCP為了保證不發(fā)生丟包，就給每個(gè)包一個(gè)序號(hào)，同時(shí)序號(hào)也保證了傳送到接收端實(shí)體的包的按序接收。然后接收端實(shí)體對(duì)已成功收到的包發(fā)回一個(gè)相應(yīng)的確認(rèn)（ACK）；如果發(fā)送端實(shí)體在合理的往返時(shí)延（RTT）內(nèi)未收到確認(rèn)，那么對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包就被假設(shè)為已丟失將會(huì)被進(jìn)行重傳。TCP用一個(gè)校驗(yàn)和函數(shù)來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤；在發(fā)送和接收時(shí)都要計(jì)算校驗(yàn)和。 UDP協(xié)議UDP是OSI參考模型中一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，它主要用于不要求分組順序到達(dá)的傳輸中，分組傳輸順序的檢查與排序由應(yīng)用層完成[1]，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。UDP 協(xié)議基本上是IP協(xié)議與上層協(xié)議的接口。UDP協(xié)議適用端口分別運(yùn)行在同一臺(tái)設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用程序。UDP客戶端程序設(shè)計(jì)流程如圖3所示。 UDP服務(wù)器Socket()Close()Recvfrom()Sendto()Recvfrom()Bind()Socket()Sendto()一直塞到收到來(lái)自客戶的數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求 UDP客戶 數(shù)據(jù)（請(qǐng)求） 圖3基本UDP客戶—服務(wù)器程序設(shè)計(jì)基本框架圖 服務(wù)端 CortexA8架構(gòu)ARM CortexA8處理器是第一款基于ARMv7架構(gòu)的應(yīng)用處理器，是有史以來(lái)ARM開(kāi)發(fā)的性能最高、最具功率效率的處理器，具有提高代碼密度和性能的技術(shù)，用于多媒體和信號(hào)處理的NEON?技術(shù)，以及用于高效地支持預(yù)編譯和即時(shí)編譯Java及其他字節(jié)碼語(yǔ)言的Jazelleamp。reg。運(yùn)行時(shí)間編譯目標(biāo)（RCT）技術(shù)。其架構(gòu)具有以下特性：1）順序，雙發(fā)射，超標(biāo)量微處理器內(nèi)核，13級(jí)主整數(shù)流水線；2）結(jié)合功率優(yōu)化的加載存儲(chǔ)流水線， DMIPS/MHz的速率，遵從ARMV7架構(gòu)。3）集成的L2緩存；4）優(yōu)化的L1緩存；