基于Linux的数字多媒体监控终端设计

论文摘要

目前监控系统存在着传输距离有限,布线麻烦,画面不够清晰等缺点。针对这些缺点,本课题设计了一种数字多媒体监控终端。数字多媒体监控终端将音视频信号经采样、量化、编码处理后,由Internet传送到远程操作终端解码播放。利用Internet传送避免了重新布线的麻烦,而且音视频信号经数字化处理后便于存储,编码后能减少占用的存储空间。数字多媒体监控终端是采用嵌入式系统实现的,它的设计综合了嵌入式技术、多媒体编解码技术、多线程技术、网络通信技术等多种技术。由于视频数据占总数据量的90%以上,数字多媒体监控终端的压缩编码主要针对视频进行。为了提高视频数据的压缩率,同时又不加重CPU的负担,采用了硬件编解码器。数字多媒体监控终端硬件平台采用的是OK6410开发板,核心芯片是S3C6410（内核为ARM11）。它的内部集成了MFC （Multi-Format video Codec）,支持MPEG、H.263、H.264编解码和VC1的解码。通过对图像的压缩率进行比较分析,得出H.264编解码方式压缩率更大,所以本课题采用H.264硬件编解码器对视频进行处理；软件平台采用的是开源的Linux操作系统,内核版本是Linux2.6.28;界面设计是在qtopia-2.2.0桌面系统上进行的。本课题将数字多媒体监控终端应用于病房与护士站,实现了监控、呼叫、挂断、报警、查询病房信息等功能。同时实现了病房静脉输液滴速检测、输液剩余量显示、输液剩余时间显示、输液终了报警及自动关断、用电设备运行状态检测及控制、温度和湿度检测。通过实验测试,数字多媒体监控系统音频双向通信基本无延迟,视频图像单向传输显示效果良好。实验结果表明,本设计切实可行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数字多媒体监控系统的研究背景及意义
• 1.2 数字多媒体监控系统的发展动态与现状
• 1.3 系统设计的目标及主要工作内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 系统总体设计方案
• 2.1 数字多媒体监控系统功能
• 2.2 嵌入式软硬件平台的选取
• 2.2.1 硬件平台选取
• 2.2.2 软件平台选取
• 2.3 视频编码方式的选取
• 2.4 Qt开发环境建立
• 2.4.1 Qt版本
• 2.4.2 Qt应用程序的设计流程
• 2.4.3 Qt线程库编译
• 2.5 本章小结
• 第3章 监控终端子系统硬件电路设计
• 3.1 静脉输液滴速检测及报警电路设计
• 3.2 用电设备检测与控制电路设计
• 3.3 温度和湿度检测电路设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统应用程序设计
• 4.1 通信协议的制定
• 4.1.1 监控终端与监控终端子系统通信协议的制定
• 4.1.2 监控终端与远程操作终端通信协议的制定
• 4.2 监控终端子系统程序设计
• 4.2.1 滴速检测及输液终了检测
• 4.2.2 温度检测
• 4.3 监控终端程序设计
• 4.3.1 多线程在程序设计中的应用
• 4.3.2 Qt界面程序设计
• 4.3.3 RS232串口通信
• 4.3.4 网络通信程序设计
• 4.3.4.1 TCP/IP
• 4.3.4.2 socket概述
• 4.3.4.3 网络通信程序设计
• 4.3.5 音频双向通信
• 4.3.6 视频采集编码及网络传输
• 4.3.6.1 颜色空间
• 4.3.6.2 视频采样格式
• 4.3.6.3 视频采集及网络传输
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 实验环境
• 5.2 系统实验
• 5.2.1 实验过程中出现的问题及解决方法
• 5.2.2 系统联调
• 5.3 测试实验数据
• 5.3.1 滴速测量
• 5.3.2 音视频网络传输
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 已完成工作
• 6.2 存在不足与展望
• 参考文献
• 致谢