嵌入式网络视频监控系统的研究与实现

论文摘要

随着社会经济的发展和科技的进步,视频监控以其实时和直观的特点在安防领域发挥了越来越重要的作用。在网络普及的当代,基于网络传输的视频监控系统已成为视频监控领域的发展趋势。本文研究并提出了一种基于Internet网络的嵌入式视频监控系统。该系统结合了嵌入式技术和网络技术,采用浏览器/服务器模式结构,以嵌入式设备作为监控点服务器,Web浏览器作为客户端,具有成本低、灵活性好、使用便捷的特点。本文分析并研究了嵌入式Linux操作系统、动态Web技术、MPEG4图像压缩技术和基于RTP/RTCP实时传输协议的流媒体网络传输技术。在此基础上,采用模块化的设计方式,对系统总体软件方案进行了设计和实现。文中对各模块的处理流程和关键步骤进行了详细介绍。服务器端分为Web服务器、视频服务器、CGI通用网关接口程序三部分。本文在嵌入式平台上完成了嵌入式Linux操作系统内核的移植以及嵌入式Web服务器BOA的移植和配置。视频服务器是实现视频监控的核心模块,用于实现视频图像数据的采集、编码和发送的功能。系统利用多线程技术提高了系统的并发性,同时通过环形缓冲区实现了线程间的数据交换,减小视频传输的时延抖动。客户端播放控件模块采用Active X技术,将控件嵌入Web页面,实现图像的接收、解码和显示。系统开发过程中采用了Linux下的视频设备编程接口Video4Linux2来实现视频图像的采集。在图像的压缩编码方面,使用了基于第二代MPEG4标准的编程接口Xvid来实现快速、高效的图像压缩。视频数据的网络传输使用RTP/RTCP协议,并借助基于RTP/RTCP协议的JRTPLIB库实现了RTP数据包的封装、传输,以及传输质量的控制。系统针对网络环境下传输的不稳定性,在接收端对RTP数据包进行了校验和排序,实现了一定的容错性。客户端图像的显示在多媒体开发函数库SDL库的基础上进行开发。经过测试,系统基本达到了预期的设计目标,实现了所需功能。论文最后分析了系统的不足并提出了进一步改进研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 视频监控系统的发展和研究现状
• 1.2.1 视频监控系统的发展
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究目标和内容
• 第二章 系统总体设计方案
• 2.1 系统功能需求
• 2.2 系统硬件设计方案
• 2.3 系统软件设计方案
• 2.3.1 嵌入式操作系统选择
• 2.3.2 B/S 模式结构选择
• 2.3.3 基于B/S 模式系统软件设计方案
• 2.4 开发环境搭建
• 2.4.1 交叉编译环境的建立
• 2.4.2 Linux 启动流程
• 2.4.3 BootLoader 的移植
• 2.4.4 Linux 内核的移植
• 第三章 Web 服务器的建立
• 3.1 HTTP 协议及Web 服务器工作原理
• 3.2 嵌入式Web 服务器BOA 的移植
• 3.3 CGI 程序的应用及实现
• 3.3.1 CGI 标准介绍
• 3.3.2 CGI 程序实现
• 第四章 视频监控关键技术研究
• 4.1 流媒体技术的特点
• 4.2 RTP/RTCP 流媒体传输协议
• 4.3 MPEG4 编码标准
• 第五章 视频服务器详细设计及实现
• 5.1 服务器端设计思路
• 5.1.1 多线程技术介绍及应用
• 5.1.2 环形缓冲区设计
• 5.2 图像采集实现
• 5.2.1 V4L2 介绍
• 5.2.2 V4L2 采集流程
• 5.2.3 V4L2 采集实现
• 5.3 图像编码实现
• 5.3.1 Xvid 介绍
• 5.3.2 Xvid 移植
• 5.3.3 Xvid 编码的流程及实现
• 5.4 图像传输实现
• 5.4.1 JRTPLIB 的移植
• 5.4.2 发送流程及实现
• 第六章 客户端关键模块设计及实现
• 6.1 视频播放Active X 控件设计
• 6.2 客户端多线程设计
• 6.2.1 图像接收实现
• 6.2.2 图像解码实现
• 6.2.3 图像显示实现
• 6.3 系统测试结果
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献