基于ARM的嵌入式远程视频监控系统的研究与实现

论文摘要

嵌入式网络视频监控系统是一种以嵌入式技术、视频编码技术和网络传输技术为核心的新型视频监控系统,它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势,同时也代表着目前视频监控系统研究和发展的方向。本文研究并实现了以微处理器S3C2440和嵌入式Linux操作系统为核心的嵌入式网络视频监控系统。论文首先介绍了嵌入式视频监控技术的发展趋势和研究现状,而后阐述了该系统硬件总体设计方案,讨论了基于嵌入式Linux操作系统的开发平台的构建,详细论述了视频采集、编码、存储、传输等单元的软硬件设计,重点论述了基于AL9V576的视频编码模块和基于TW2835的视频处理模块的设计。本文研究的主要内容如下:1、研究视频采集单元的优化方法,设计采用音视频控制器TW2835采集四路模拟视频输入信号并叠加OSD环境信息显示,提高了视频处理的功能和视频质量;2、研究双核构架,采用混合信号系统级芯片C8051F340控制TW2835、采集环境信息并与S3C2440串口通信,使视频采集单元模块化设计,增加了产品设计的灵活性,减小了主控芯片的负担和软件设计的复杂性,便于产品功能的扩展和二次开发;3、研究并分析了MPEG-4的硬件实现方式,采用高品质、高性能、低功率视频压缩芯片AL9V576进行MPEG-4编码,大幅提升了压缩效率,另外还设计了SRAM主机接口与主控芯片通信,突破了传统芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模块的组合;4、研究并设计了CF卡存储方案,实现了一种在嵌入式视频服务器上的视频检索和存储方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 视频监控系统概述
• 1.2 课题的意义
• 1.3 论文内容的组织安排
• 第2章 系统硬件平台的研究与设计
• 2.1 硬件总体方案研究
• 2.2 核心板
• 2.2.1 核心处理器
• 2.2.2 Flash 存储器
• 2.2.3 SDRAM
• 2.3 存储模块
• 2.3.1 CF 卡存储机制
• 2.3.2 电路设计
• 2.4 视频采集模块
• 2.4.1 视频控制器
• 2.4.2 TW2835 的接口电路
• 2.5 视频压缩模块
• 2.5.1 音视频编码控制器
• 2.5.2 AL9V576 的接口电路
• 2.6 网络接口
• 2.7 调试端口
• 第3章 系统软件平台的研究与搭建
• 3.1 系统软件设计方案研究
• 3.2 系统引导程序
• 3.2.1 Bootloader 的设计思想
• 3.2.2 U-Boot 的移植
• 3.3 LINUX 内核
• 3.3.1 Linux 内核的组成
• 3.3.2 Linux 内核的移植
• 3.4 根文件系统
• 3.4.1 根文件系统概述
• 3.4.2 JFFSZ 文件系统的实现
• 第4章 系统各功能模块软件的研究与设计
• 4.1 系统主程序
• 4.1.1 系统初始化
• 4.1.2 协议解析
• 4.2 通讯处理单元
• 4.2.1 串口程序设计
• 4.2.2 串口通信协议
• 4.3 视频采集单元
• 4.3.1 TW2835 的访问机制
• 4.3.2 关键函数
• 4.3.3 OSD 字符显示
• 4.4 视频压缩单元
• 4.4.1 I/O 内存映射
• 4.4.2 数据结构定义
• 4.4.3 关键函数
• 4.4.4 SRAM 接口访问机制
• 4.4.5 IOCTL 系统调用
• 4.4.6 应用程序设计
• 4.5 存储单元
• 4.5.1 CF 卡驱动
• 4.5.2 热拔插管理
• 4.5.3 存储程序设计
• 4.6 网络传输单元
• 4.6.1 DM9000 驱动
• 4.6.2 流媒体服务器
• 4.6.3 客户端
• 第5章 系统调试及试验结果
• 5.1 调试平台及硬件
• 5.2 试验结果
• 总结与展望
• 1. 本文的研究成果
• 2. 研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B 部分原理图