【正文】 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計論文主要介紹了整個系統(tǒng)的開發(fā)流程，運用模塊化分析設(shè)計的方法，采用各個模塊程序流程圖對整個系統(tǒng)的設(shè)計以及實現(xiàn)進行詳細的說明，全文共分為緒論、系統(tǒng)的總體設(shè)計、各模塊的具體功能實現(xiàn)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的測試以及結(jié)論這五個部分。視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送是采用HTTP協(xié)議，Linux系統(tǒng)下C語言編程實現(xiàn)的。到目前為止，并在次基礎(chǔ)上發(fā)展了數(shù)十種發(fā)行版，其中有經(jīng)過長期發(fā)展洗禮的Redhat(Fedora),也有發(fā)展迅猛使用方便的Ubuntu。Linux操作系統(tǒng)在發(fā)展的過程具備了很好的網(wǎng)絡(luò)性能。Linux系統(tǒng)上的軟件開發(fā)具有高可靠性、低成本、高度自動化、高可配置性、及低耗費等一些優(yōu)點，同時能夠很好的完成多任務(wù)和實時性的設(shè)計需求。這些將為我們的開發(fā)提供了相當大的創(chuàng)造空間。綜上所述，嵌入式Linux操作系統(tǒng)在廣泛和深入的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，應(yīng)用的技術(shù)也越來越復(fù)雜。論文的目的及意義：視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計主要說明視頻監(jiān)控系統(tǒng)的詳細設(shè)計與實現(xiàn)。在論文中，我將會對每一個模塊的設(shè)計以及實現(xiàn)方法給出簡單的文字說明以及設(shè)計的流程圖。隨著4G通訊時代的到來，我們更可以將視頻監(jiān)控客戶端發(fā)展到移動終端，這將使我們更加方便。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點：a、布控區(qū)域廣闊數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是可以超越地域的限制的，可以延伸整個需要布控區(qū)域，這是因為它將網(wǎng)絡(luò)視頻信號采集終端直接連入網(wǎng)絡(luò)，并且能夠解除信號的衰減和纜線長度的局限性，而且網(wǎng)絡(luò)是不受距離長短的影響。c、可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是以基于網(wǎng)絡(luò)視頻信號采集終端為核心，在組網(wǎng)方式上與基于PC平臺的監(jiān)控和傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控方式有了質(zhì)的飛躍，視頻信號采集終端輸出已完成了從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時采用統(tǒng)一的協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)跨路由器、跨網(wǎng)關(guān)等的遠程視頻傳輸。e、我們可以從視頻監(jiān)控中心同時觀看多個USB網(wǎng)絡(luò)攝像頭視頻，但是對網(wǎng)絡(luò)帶寬是有一定的要求。食品監(jiān)督系統(tǒng)主要是對食品的原料，和衛(wèi)生的隨時檢查等；在銀行系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等的視頻監(jiān)控與安全檢測；鋼鐵系統(tǒng)主要是安全生產(chǎn)管理監(jiān)控系統(tǒng)；未來應(yīng)用領(lǐng)域：在不久的將來視頻監(jiān)控會出現(xiàn)在農(nóng)村及每個實體經(jīng)濟的商人手中。未來的實體經(jīng)濟來說，視頻監(jiān)控也是很重要的。用視頻管理，用視頻收集資料，這樣不僅提高了處理速度，同時也可以收集到更多的數(shù)據(jù)參數(shù)以供以后的自身發(fā)展做參考。1 基于Linux、QT的視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述該系統(tǒng)的開發(fā)是在Linux操作系統(tǒng)上進行，采用了QT編程技術(shù)、Socket網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及Unix系統(tǒng)高級編程技術(shù)而實現(xiàn)的。 開發(fā)環(huán)境簡介 Linux環(huán)境簡介該系統(tǒng)是在Linux環(huán)境上開發(fā)的，Linux是Unix這個大家族中的一員。 32位操作系統(tǒng)。最典型的有安卓系統(tǒng)，其內(nèi)核也是Linux系統(tǒng)內(nèi)核。 QT技術(shù)簡介QT是Nokia公司開發(fā)的一個集成開發(fā)環(huán)境，它封裝有自己的一套庫，以至于能實現(xiàn)跨平臺編程。它給應(yīng)用程序開發(fā)者提供了一套功能齊全的進行藝術(shù)級的圖形用戶界面程序設(shè)計所需的功能[3]。基本上Qt和X Window上的GTK，Openwin，Motif等圖形界面庫和 Windows 平臺上的ATL，CL，OWL，VMFC是非常類似的[4]。QT提供了一種安全類型來替代callback，稱為信號和槽（signals/slots）。QT提供了基于模版的date/timefile、directory management、serialization、I/O device、collections、類，而且還包括了多達250個以上的C++類。支持2D/3D/圖形渲染，支持OpenGL。 V4L2編程技術(shù)簡介V4L2編程主要是針對于uvc免驅(qū)USB設(shè)備的設(shè)計的一個軟件編程框架，主要是用于采集USB攝像頭的視頻信息等。這一步是可選的。extern int ioctl(int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW。b. 一般操作流程1) 打開設(shè)備文件int fd = open(“/dev/video0”, O_RDWR)。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability v4l2_std_id std。std)。amp。 switch(std){case V4L2_STD_NTSC: //…… case V4L2_STD_PAL: //…… }3) 選擇USB視頻設(shè)備的視頻輸入，有些視頻設(shè)備可以有多個視頻輸入。VIDIOC_S_STD，VIDIOC_S_FMT，struct v4l2_std_id，struct v4l2_format5) 向驅(qū)動申請緩沖，一般不超過5個。將從內(nèi)核中申請下來的緩存進行入隊列操作，存放采集到的視頻幀數(shù)據(jù)。 if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, amp。 // return 1。VIDIOC_DQBUF將緩沖區(qū)重新入隊列尾，這樣可以循環(huán)采集VIDIOC_QBUF9) 停止視頻采集。close(fd)2 系統(tǒng)總體設(shè)計概述 分析系統(tǒng)需求視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由服務(wù)端程序和客戶端程序構(gòu)成。服務(wù)端中視頻數(shù)據(jù)的采集部分利用v4l2（video for Linux II）對網(wǎng)絡(luò)攝像頭（USB攝像頭）進行控制和訪問并且獲取由攝像頭捕獲到的視頻數(shù)據(jù)，然后由huffman編碼進行壓縮，然后再通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將獲取到的視頻數(shù)據(jù)進行封裝成數(shù)據(jù)幀并利用協(xié)議發(fā)送到客戶端。而且，系統(tǒng)的服務(wù)還可以直接通過web瀏覽器訪問（對firefox、Google為了提高傳輸效率我們還需要進行客戶端的軟件開發(fā)，由于對客戶端沒有平臺要求，即實現(xiàn)跨平臺，所以在Windows、Linux、android等平臺都可以實現(xiàn)。 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及整體框架 整體結(jié)構(gòu)框圖視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示初始化界面參數(shù)設(shè)置QT界面顯示數(shù)據(jù)處理獲取數(shù)據(jù)建立網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備初始化建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)采集圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖上圖所示，為視屏監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)總圖，其主要作用是為后續(xù)的軟件模塊設(shè)計及程序代碼的編寫打了個初略的框架，這也是視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的指明燈。在當今社會互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常迅速，網(wǎng)絡(luò)遠程視頻監(jiān)控是必然趨勢，TCP/IP和socket的創(chuàng)建使視頻可以融入到互聯(lián)網(wǎng)中。 模塊的功能分析服務(wù)器（server）端負責視頻數(shù)據(jù)的采集，采集可以通過v4l2編程實現(xiàn)，有詳細的API開發(fā)文檔，以及v4l2編程的相關(guān)資料可以參考。主要用到了QT中的信號（signal）和槽（slot）機制、以及繪圖事件，QT是利用C++編程，而且它封裝了一套自己的庫可以實現(xiàn)跨平臺，這也就解決了前面提到的客戶端的跨平臺特性。該網(wǎng)絡(luò)的搭建主要是利用基于TCP/IP協(xié)議的HTTP協(xié)議，將服務(wù)器（server）端采集到的視頻數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)幀的形式，然后利用協(xié)議將視頻數(shù)據(jù)幀發(fā)送到客戶端（client）。3 系統(tǒng)中各模塊功能的具體實現(xiàn) 服務(wù)器：數(shù)據(jù)采集部分 模塊功能描述視頻數(shù)據(jù)的采集是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中相當重要的，沒有視頻數(shù)據(jù)的采集就不可能有后面視頻的編碼、視頻的解碼、視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，也就是說沒有視頻數(shù)據(jù)采集就沒有監(jiān)控的傳播。根據(jù)獲取到的設(shè)備信息，利用v4l2（vidoo for Linux II）通過函數(shù)ioctl（）對USB攝像頭進行配置，打開設(shè)備，開啟視頻流功能，然后開始進行視頻數(shù)據(jù)采集，采集到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)保存，采集完畢以后關(guān)閉設(shè)備功能，最后關(guān)閉視頻設(shè)備，退出整個程序。主要用到了以下幾個宏定義：1） VIDIOC_REQBUFS：分配內(nèi)存。3） VIDIOC_S_FMT：讀取當前驅(qū)動的視頻捕獲格式。5） VIDIOC_QUERYCAP：查詢驅(qū)動功能。7） VIDIOC_TRY_FMT：檢驗視頻設(shè)備驅(qū)動的顯示格式是否正確。9） VIDIOC_S_CROP：設(shè)置視頻信號的邊框。11） VIDIOC_QBUF：把視頻數(shù)據(jù)從緩存中取出來。13） VIDIOC_STREAMON：開始視頻數(shù)據(jù)顯示函數(shù)。15） VIDIOC_QUERYSTD：查看USB視頻設(shè)備支持的標準（例如： NTSC（歐洲標準）、PAL（亞洲標準））。 邏輯概要及流程圖這一節(jié)主要介紹了服務(wù)