基于嵌入式linux視頻監(jiān)控系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-01-09 04:17本頁(yè)面
【正文】 d、文件管理系統(tǒng)更適合于大量的視 頻數(shù)據(jù) e、該類(lèi)系統(tǒng)目前四路以上機(jī)型還較為少見(jiàn) f、在網(wǎng)絡(luò)功能、音視頻同步等方面也難令人滿(mǎn)意。攝像頭 送來(lái)的視頻信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)采集終端數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過(guò)內(nèi)部總線送到網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)上用戶(hù)可以直接用在 PC 機(jī)上用瀏覽器觀看網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)采集終端傳送過(guò)來(lái)的攝像機(jī)所拍攝的圖像，授權(quán)用戶(hù)還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)透過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)采集終端控制攝 像機(jī)鏡頭和云臺(tái)的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行配置操作。 3．?dāng)?shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較 a、布控區(qū)域廣闊 ． 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)采集終端直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有線纜長(zhǎng)度和信號(hào)衰減的限制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)是沒(méi)有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴(kuò)展布控區(qū)域。 c、可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò) 采用基于網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)采集終端為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于 PC 平臺(tái)的監(jiān)控方式有極大的不同，由于視頻信號(hào)采集終端輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。 e、當(dāng)監(jiān)控中心需要同時(shí)觀看較多的攝像機(jī)圖像時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬就會(huì)有一定的要求。如果利用 OSI 七層模型的內(nèi)容和形式，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集控制模塊硬件和應(yīng)用軟件以及應(yīng)用環(huán)境等有機(jī)組合，可以形成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)總體框架，其系統(tǒng)總體框架示意圖如圖 1 所示。整個(gè)系統(tǒng)的核心是嵌入式 Linux 系統(tǒng)。 四、 系統(tǒng) 硬件 選型 及 設(shè)計(jì) 硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái) 本系統(tǒng)選用飛凌公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的嵌入式開(kāi)發(fā)板 OK6410，該平臺(tái)基于三星公司的 ARM 處理器 S3C6410。由于以上突出的性能表現(xiàn)，著名的蘋(píng)果公司手機(jī) IPHONE 就是基于S3C6410處理器。 OK6410 開(kāi)發(fā)板上集成了多種高端接口，如復(fù)合視頻信號(hào)、攝像頭、 USB、 SD 卡、液晶屏、以太網(wǎng)，并配備溫度傳感器和紅外接收頭等。 OK6410 的軟件系統(tǒng)目前支持 WinCE 、 、 以及uC/OSII，提供標(biāo)準(zhǔn)板級(jí)支持包（ BSP）并開(kāi)放源碼，其中包含了所有接口的驅(qū)動(dòng)程序，客戶(hù)可以直接加載使用。 本系統(tǒng)采用 內(nèi)核的 Linux 系統(tǒng)和飛凌公司的 CMOS 攝像頭實(shí)現(xiàn)了硬件平臺(tái)的搭建。它對(duì)開(kāi)發(fā)板上的主要部件如 CPU， RAM， FLASH，串口等基本硬件進(jìn)行初始化，建立內(nèi)存空間的映射圖 (包括設(shè)置系統(tǒng)堆棧和系統(tǒng)啟動(dòng)參數(shù)區(qū)等 )，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。 目前比較流行并且支持 Linux操作系統(tǒng)的幾種 BootLoader 有： GRUB、 LILO、Uboot、 vivi 等。因?yàn)橐陂_(kāi)發(fā)板上運(yùn)行，所以要對(duì) UBoot 進(jìn)行交叉編譯。第二階段的主要任務(wù)有：初始化本階段所使用的硬件設(shè)備，檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)存映射，將 內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像從 Flash 上讀入 RAM 中，為內(nèi)核設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)，調(diào)用內(nèi)核。按照開(kāi)發(fā)板說(shuō)明對(duì)相關(guān)文件進(jìn)行修改、編譯，然后燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板的 Flash中。 五、系統(tǒng) 環(huán)境搭建 軟件平臺(tái)采用的嵌入式操作系統(tǒng)為 Linux ， Linux 具有內(nèi)核小、效率高、源碼開(kāi)放、內(nèi)核直接提供網(wǎng)絡(luò)支持等 優(yōu)點(diǎn)，但嵌入式系統(tǒng)的硬件資源有限，因此需根據(jù)實(shí)際需求對(duì)內(nèi)核進(jìn)行裁剪，配置所需的功能模塊，然后再移植到硬件平臺(tái)上。 交叉編譯環(huán)境的搭建 交叉編譯就是在一個(gè)平臺(tái)上生成另一個(gè)平臺(tái)上的可執(zhí)行代碼。要進(jìn)行交叉編譯，我們需要在主機(jī)平臺(tái)上安裝對(duì)應(yīng)的交叉編譯工具然后用這個(gè)交叉編譯工具編譯程序的源碼，最終生成可以在開(kāi)發(fā)板上執(zhí)行的代碼。我們選用 作為主機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境。在 中添加以下內(nèi)容即可。交叉編譯器我們選用飛凌公司提供的 ，首先將 文件拷貝到 Ubuntu中，輸入以下命令安裝： mkdir /usr/local/arm tar jxvf –C /usr/local/arm （將文件解壓到 /usr/locsl/arm目錄下） 安裝好后可用 /usr/local/arm/–v 命令查看版本信息，若編譯器安裝成功則會(huì)顯示出交叉編譯器的版本信息，否則需要重新安裝。 NFS環(huán)境的搭建 在嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程中，交叉編譯好的程序要在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行，就要燒寫(xiě)到目標(biāo)板的 flash 上，對(duì)于應(yīng)用程序，我們需要頻繁調(diào)試，這樣每次都要燒寫(xiě)一遍，嚴(yán)重影響開(kāi)發(fā)效率。 NFS 是 Network File System 的簡(jiǎn)稱(chēng)，是分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，用它可 實(shí)現(xiàn)在已購(gòu)網(wǎng)絡(luò)上共享和裝配遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^(guò)它把遠(yuǎn)程主機(jī)的目錄掛載到本機(jī) ,使得訪問(wèn)遠(yuǎn)程主機(jī)的目錄就像訪問(wèn)本地目錄一樣方便快捷。 NFS是一個(gè) RPC服務(wù)程序 ,所以在使用它之前 , 先要映射好端口 —— 通過(guò) portmap設(shè)定，在啟動(dòng) NFS 之前 , 需要啟動(dòng) portmap 服務(wù)。使用命令 sudo exportfs r 更新，使用命令 /etc/服務(wù)和 nfskernelserver 服務(wù)。 t 選項(xiàng)指定文件系統(tǒng)的類(lèi)型為 NFS，o 選項(xiàng)禁用鎖定。 V4L 是 Linux 中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為L(zhǎng)inux 下的各種視頻設(shè)備提供了統(tǒng)一的編程接口，應(yīng)用程序通過(guò)這些接口函數(shù)就可以操縱各種不同的設(shè)備。 圖 2 視頻采集流程 (1)打開(kāi)視頻設(shè)備。 (2) 獲取設(shè)備和圖像信息。 (3)內(nèi)存映射。直接讀取方式通過(guò)內(nèi)核緩沖區(qū)來(lái)讀取圖像數(shù)據(jù)，而本文使用內(nèi)存映射方式 mmap( )，內(nèi)存映射方式可以直接把設(shè)備文件映射到內(nèi)存中，進(jìn)程可以像訪問(wèn)普通內(nèi)存一樣對(duì)文件進(jìn)行訪問(wèn)，讀取效率更高。(vdmbuf))操作取得需要映射的內(nèi)存空間大小 vd，利用 mmap( )函數(shù)，即 vdmap=(unsigned char*) mmap(0, vd, PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED, vdfd, 0)操作，把設(shè)備文件的內(nèi)容映射到內(nèi)存， vdmap 指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)即為采集的圖像數(shù)據(jù)，且此內(nèi)存區(qū)具有可讀寫(xiě)和共享屬性。設(shè)置采集視頻圖像的寬度、高度、格式等信息。利用 ioctl(vdfd, VIDIOCMCAPTURE, amp。(vd frame_current))操作判斷該幀圖像是否獲取完畢。 視頻壓縮模塊 設(shè)計(jì) 從攝像頭直接采集過(guò)來(lái)的圖像由于數(shù)據(jù)量較大，不利于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此需先對(duì)其進(jìn)行壓縮編碼。本文用軟件
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