智能视频监控系统的设计与设计

论文摘要

随着经济的飞速发展,人民生活水平日益提高,人们对安防产品的需求也越来越高。视频监控系统以其直观性、实时性、可靠性等优点,在工业、国防、公安、交通、银行、商场和住宅等许多场合有广泛应用。在社会信息数字化的今天,视频监控正向数字化、网络化、智能化方向发展。目前使用较多的视频监控系统包括以下两类:一类主要依靠监控人员时刻查看电视监视器,进行人为的保安防卫,缺乏智能性;另一类可以自动完成智能化监控,但通常因为体积庞大、结构复杂、价格昂贵、安装调试烦杂,不适合广大办公家庭用户使用。本文以居民小区的视频监控为应用背景,提出并研究设计了一种基于ARM+DSP的嵌入式智能视频监控系统。该系统用一个静止的摄像头来采集指定区域的视频图像,利用DSP对视频图像进行自动分析,实现对动态场景中目标的定位、识别和跟踪,并在此基础上利用ARM分析目标的行为,判断其行为是否违反安全规则,并且根据判断结果决定是否进行报警和是否将判断结果以及视频图像通过以太网上传给主机进行存储和显示。本文首先介绍了课题背景、研究现状及研究内容;然后叙述了TI DSP和NXP ARM的结构、功能及应用;接着详细阐述了基于DM642和LPC2478的智能视频监控系统的硬件设计,深入研究了智能视频监控系统的体系结构、视频采集模块、视频分析模块、HPI通信模块、行为规则分析模块、报警模块和网络通信模块;然后充分讨论了基于DM642和LPC2478的智能视频监控系统的软件设计,重点探讨了各模块驱动程序的设计、TCP/IP协议和HPI通信协议的设计与实现;最后详细介绍了DSP端程序的优化工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 智能视频监控系统简介
• 1.2.1 智能视频监控的主要优势
• 1.2.2 智能视频监控的主要应用
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 DSP/ARM 应用基础
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.1.1 嵌入式系统的定义
• 2.1.2 嵌入式系统的特点
• 2.1.3 嵌入式系统的发展
• 2.2 DSP 介绍
• 2.2.1 DSP 的应用及其特点
• 2.2.2 TMS320DM642 介绍
• 2.3 ARM 介绍
• 2.3.1 ARM 的特点及其应用
• 2.3.2 LPC2478 介绍
• 2.4 ARM+DSP 双核智能视频监控系统
• 2.5 本章小结
• 第3章 智能视频监控系统的硬件设计
• 3.1 DSP 视频处理分析模块
• 3.1.1 EMIF 模块
• 3.1.2 视频解码模块
• 3.1.3 JTAG 模块
• 3.1.4 电源模块
• 3.1.5 DSP 其它模块
• 3.2 ARM 规则分析控制模块
• 3.2.1 EMC 模块
• 3.2.2 以太网通信模块
• 3.2.3 JTAG 模块
• 3.2.4 复位模块
• 3.2.5 ARM 其它模块
• 3.3 DSP 与ARM 的HPI 通信模块
• 3.4 PCB 设计
• 3.4.1 多层电路板设计
• 3.4.2 器件布局
• 3.4.3 布线设计
• 3.5 小结
• 第4章 智能视频监控系统的软件设计
• 4.1 DM642 驱动程序设计
• 4.1.1 EMIF 模块驱动程序设计
• 4.1.2 I2C 模块驱动程序设计
• 4.1.3 EDMA 模块驱动程序设计
• 4.1.4 VP0 Capture 模块驱动程序设计
• 4.1.5 SAA7115 视频A/D 模块驱动程序设计
• 4.2 LPC2478 驱动程序设计
• 4.2.1 EMC 模块驱动程序设计
• 4.2.2 EMAC 模块驱动程序设计
• 4.2.3 LXT971A 以太网物理层驱动程序设计
• 4.3 TCP/IP 协议栈的设计与实现
• 4.4 HPI 通信协议的设计与实现
• 4.4.1 HPI 驱动程序的设计
• 4.4.2 HPI 通信协议帧结构
• 4.4.3 HPI 通信协议的实现
• 4.5 小结
• 第5章 DM642 程序优化
• 5.1 程序级优化
• 5.1.1 程序整体优化
• 5.1.2 编译器优化
• 5.2 代码级优化
• 5.2.1 线性汇编优化
• 5.2.2 汇编级优化
• 5.3 Cache 级优化
• 5.3.1 DM642 两级Cache
• 5.3.2 Cache 级优化
• 5.4 小结
• 第6 章总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢