基于嵌入式Linux的数字视频监控系统研究

论文摘要

近年来,随着网络和多媒体技术的飞速发展,网络视频被越来越多的应用于各个方面。监控技术领域就是其中之一,它正在向数字化、网络化、智能化的方向发展,出现了利用IP网络实现远程视频监控的趋势,把模拟的视频监控信号转化为数字信号引入互联网,即可实现随时随地的监控功能,不再受距离等方面的限制。这里面的核心部分就是一个可以直接连入以太网的视频采集设备,提供实时的图像采集、压缩和传输的功能。本课题根据海上航行的客轮、油轮等船舶的关键部位的视频监控,海事执法现场与指挥中心视频实时互动的需求,针对海上船舶的实际情况和现今技术的发展,提出了一种基于嵌入式Linux的视频解决方案。根据系统设计的要求,我选择了ST2410硬件平台和嵌入式Linux操作系统进行开发,实现了视频图像在开发平台的实时显示,并对USB摄像头视频数据压缩和网络传输进行了比较详细的分析和研究。实现了一种方便且成本低廉的实时图像采集和传输设备的设计方案。论文的主要工作包括:嵌入式Linux系统设计与实现,其中包括搭建嵌入式Linux开发平台(主机和目标机),裁减定制Linux内核,Bootloader的设计与实现,创建配置cramfs根文件系统。USB摄像头驱动实现,Video4Linux(Video4Linux是Linux下用于获取视频和音频数据的API接口)下摄像头图像采集。Qt/Embedded开发环境搭建,Qtopia的移植,Qt界面图像显示程序,实现了嵌入式系统视频采集及显示的功能并对网络视频领域相关技术进行了研究。最后对该嵌入式视频采集设备进行了应用测试和评价,并对该课题的后续工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 视频监控的发展与现状
• 1.1.1 本地模拟视频监控
• 1.1.2 基于PC的视频监控系统
• 1.1.3 基于嵌入式技术的网络视频监控系统
• 1.2 嵌入式系统及嵌入式Linux发展现状
• 1.2.1 嵌入式系统的特点与现状
• 1.2.2 嵌入式Linux的特点与现状
• 1.3 本课题来源及意义
• 第二章 数字视频监控系统总体设计
• 2.1 数字视频监控系统总体设计
• 2.2 数字视频监控系统硬件平台设计
• 2.3 数字视频监控系统软件平台设计
• 第三章 嵌入式Linux的移植
• 3.1 BootLoader设计与实现
• 3.1.1 bootloader概述
• 3.1.2 本系统bootloader的实现
• 3.2 本系统嵌入式服务器环境搭建
• 3.2.1 设置TFTP服务器
• 3.2.2 设置NFS服务器
• 3.2.3 串口下载
• 3.3 建立嵌入式Linux开发环境
• 3.3.1 搭建交叉编译环境
• 3.3.2 嵌入式linux内核裁剪
• 3.3.3 制作嵌入式Linux文件系统
• 第四章 视频监控系统的硬件设计
• 4.1 目标开发平台硬件环境
• 4.1.1 嵌入式目标平台的选型
• 4.1.2 S3C2410处理器描述
• 4.1.3 ST2410开发板描述
• 4.2 USB摄像头的选取
• 第五章 设备驱动程序的设计与实现
• 5.1 Linux设备驱动程序
• 5.1.1 驱动程序结构
• 5.1.2 本设计中USB视频摄像头驱动实现
• 5.1.3 Video4Linux获取摄像头数据
• 第六章 摄像系统显示程序设计
• 6.1 基于嵌入式Linux的GUI底层实现基础
• 6.2 主流嵌入式GUI分析与比较
• 6.3 Qt/Embedded底层支持分析
• 6.4 Qt/Embedded和Qtopia的移植
• 6.4.1 搭建Qt/Embedded开发环境
• 6.4.2 宿主机上的移植
• 6.4.3 目标板上的移植
• 6.4.4 添加应用程序到Qtopia
• 第七章 视频数据压缩及网络传输研究
• 7.1 视频压缩模块研究实现
• 7.2 视频传输模块的实现研究
• 7.3 Boa web服务器的移植
• 第八章 系统的测试与分析
• 8.1 修改驱动
• 8.1.1 驱动配置
• 第九章 结论
• 9.1 主要工作
• 9.2 论文的创新点
• 9.3 课题的进一步展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历