基于嵌入式linux視頻監(jiān)控系統畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-19 16:31 本頁面
【文章內容簡介】 嵌入式Linux視頻網絡監(jiān)控系統是電工電子裝置、計算機軟硬件以及網絡、通信等多方面的有機組合體，它以智能化、網絡化、交互性為特征，結構比較復雜。如果利用OSI七層模型的內容和形式，把相應的數據采集控制模塊硬件和應用軟件以及應用環(huán)境等有機組合，可以形成一個統一的系統總體框架，其系統總體框架示意圖如圖l所示。系統總體框架示意圖攝像機傳送來的視頻信號數字化后，經過壓縮，通過RS232/RS485將數據送到內置的Web服務器，嵌入式LJnux系統的 10/100M以太網口實現接入Internet網絡，將現場信號送到客戶端。整個系統的核心是嵌入式Linux系統。監(jiān)控系統啟動后，嵌入式Linux 系統啟動Web Server服務程序，接收授權客戶端瀏覽器的請求，Web Server將根據通信協議完成相應的監(jiān)測。系統硬件結構如圖1 所示，該系統采用Samsung 公司的ARM9 內核芯片S3C2440作為硬件平臺的中央處理器，該處理器主頻可達400MHz，硬件接口和資源豐富，存儲單元包括Flash 和SDRAM，Flash 具有掉電保持數據的特性，用于存儲Bootloader 啟動程序、Linux 內核映像、文件系統以及用戶應用程序等。SDRAM 數據存取速度大大高于Flash 存儲器，用于為操作系統和應用程序提供運行空間。平臺利用RS232 接口輸出調試信息，通過以太網控制器芯片DM9000 擴展了一個網口，用于與外部網絡進行通信，通過USB HOST 接口連接USB 攝像頭采集圖像數據，經處理器壓縮并打包成視頻流后經以太網進行傳輸，終端用戶接收到視頻流，解碼后即可把視頻圖像顯示出來。圖1 系統硬件結構圖軟件平臺采用的嵌入式操作系統為Linux ，Linux 具有內核小、效率高、源碼開放、內核直接提供網絡支持等優(yōu)點，但嵌入式系統的硬件資源有限，因此需根據實際需求對內核進行裁剪，配置所需的功能模塊，然后再移植到硬件平臺上。嵌入式系統的軟件開發(fā)采用交叉編譯調試的方式，在宿主機上安裝Linux 系統，建立交叉編譯環(huán)境，在宿主機編寫程序代碼，再利用交叉編譯工具生成目標機上可用的可執(zhí)行文件，最后向目標機平臺移植。 視頻采集模塊視頻采集模塊通過嵌入式Linux 操作系統調用Video4Linux(V4L)[5]和底層設備驅動程序來完成視頻捕獲。V4L 是Linux 中關于視頻設備的內核驅動，它為Linux 下的各種視頻設備提供了統一的編程接口，應用程序通過這些接口函數就可以操縱各種不同的設備。視頻采集流程如圖2 所示。圖2 視頻采集流程(1)打開視頻設備。Linux 下的視頻設備文件一般為“/dev/video0”，通過調用函數v4l_open( )，利用vdfd=open(“/dev/video0”,O_RDWR)打開設備并獲得設備文件描述符vdfd。(2) 獲取設備和圖像信息。通過v4l_get_capability( ) 函數獲取設備信息， 通過v4l_get_picture( )函數獲取圖像信息。(3)內存映射。獲取圖像的方式有兩種：read( )直接讀取和mmap( )內存映射。直接讀取方式通過內核緩沖區(qū)來讀取圖像數據，而本文使用內存映射方式mmap( )，內存映射方式可以直接把設備文件映射到內存中，進程可以像訪問普通內存一樣對文件進行訪問，讀取效率更高。初始化內存映射時，需在內存中開辟一塊空間，利用ioctl(vdfd,VIDIOCGMBUF,amp。(vdmbuf))操作取得需要映射的內存空間大小vd，利用mmap( )函數，即vdmap=(unsigned char*) mmap(0, vd, PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED, vdfd, 0)操作，把設備文件的內容映射到內存，vdmap 指針所指向的內存區(qū)即為采集的圖像數據，且此內存區(qū)具有可讀寫和共享屬性。(4)初始化采集參數。設置采集視頻圖像的寬度、高度、格式等信息。(5)采集視頻數據。利用ioctl(vdfd, VIDIOCMCAPTURE,
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