基于Web技术的嵌入式网络图像监控系统的研究和设计

论文摘要

视频图像监控系统是各行各业安全防范系统的组成部分，目前主要以基于台式PC机的视频图像监控技术最为成熟，应用较广泛。这种监控系统主要缺点在于：成本较高，扩展能力差，如在楼宇监控中，增加了几个监控点，新设备要添加到原系统中就比较复杂，改动较多，且无法实现无人监管，自动报警等功能。 本课题根据目前监控行业的发展现状及趋势，结合本实验室以往的研究成果，提出一种新型的网络视频图像监控系统设计方案。与现有的监控系统组网方式不同，新方案将监控服务器的功能集中到前端的ARM芯片上，在芯片中嵌入Web服务器，通过以太网络接口接入Internet，组成基于Web的监控系统。该系统不需要PC机，就能拥有独立的IP地址和嵌入式操作系统，能独立运行于网络的监控端。系统安装方便，可以实现无缝扩展，所有设备都以IP地址进行标记，增加设备只是意味着IP地址的扩展。在系统的客户端，用户使用网络浏览器就能浏览嵌入式Web服务器上的视频图像，并能根据情况对监控现场实施控制，不但成本低而且提高了系统的稳定性。论文首先分析了监控系统的发展现状及各种监控手段的不足，介绍了课题研究的背景。然后介绍了嵌入式系统的基础理论和基于Web技术的嵌入式网络图像监控系统的整体构建，介绍系统各个功能模块及涉及到的软硬件平台。本文着重介绍了嵌入式系统的开发，操作系统的移植及上层应用程序的编写。系统采用ARM微处理器，嵌入Linux操作系统，构建基于TCP/IP协议的嵌入式Web服务器，通过以太网实现监控数据的远程传输。 最后完成了整个系统设计后，系统在学校实验楼安装，经过实验测试，系统运行良好，具有良好的实用和推广价值，可以应用于楼宇自动化、变电站、仓库、家庭、银行的ATM机等监控领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 嵌入式系统概述
• 1.3 嵌入式 Web服务器
• 1.4 本论文的研究内容和章节安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 嵌入式系统基础理论及本嵌入式监控系统总体设计
• 2.1 嵌入式系统设计的具体方法
• 2.2 嵌入式系统设计的原则
• 2.3 嵌入式 Linux系统概述
• 2.3.1 选择嵌入式 Linux系统的原因
• 2.2.2 嵌入式 Linux系统类型
• 2.4 ARM处理器的介绍
• 2.4.1 ARM处理器的概述
• 2.4.2 ARM微处理器的应用领域
• 2.4.3 ARM微处理器结构
• 2.4.4 ARM微处理器的应用选型
• 2.5 本嵌入式监控系统的各个功能模块
• 2.6 系统体系结构设计
• 2.6.1 系统的硬件平台
• 2.6.2 系统软件平台
• 2.7 本章小节
• 第三章 监控系统的硬件设计
• 3.1 S3C2410芯片概述
• 3.2 电源电路设计
• 3.3 复位电路设计
• 3.4 时钟电路设计
• 3.5 Nand Flash存储器接口电路设计
• 3.6 SDRAM接口电路设计
• 3.7 以太网接口电路设计
• 3.8 USB接口设计
• 3.9 串行接口电路设计
• 3.10 JTAG调试接口设计
• 3.11 本章小结
• 第四章 嵌入式 Linux系统的构建
• 4.1 交叉编译环境的建立
• 4.2 Bootloader 的移植
• 4.2.1 Bootloader 的功能简介
• 4.2.2 Bootloader 的代码分析和实现
• 4.3 Linux2.6内核的移植
• 4.3.1 Linux系统内核选择与移植分析
• 4.3.2 Flash存储分区的设置
• 4.3.3 内核的配置和编译
• 4.4 硬件驱动开发
• 4.4.1 以太网网卡驱动设计
• 4.4.2 USB摄像头驱动加载
• 4.5 根文件系统的设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 上层应用程序的开发
• 5.1 嵌入式Web服务器的设计
• 5.1.1 OSI模型的分层结构
• 5.1.2 TCP/IP协议分析
• 5.1.3 HTTP协议
• 5.1.4 Web服务器设计流程
• 5.1.5 Web服务器主函数代码分析
• 5.2 动态页面的实现
• 5.3 图像处理功能模块的实现
• 5.3.1 图像对比识别算法的实现
• 5.3.2 图像显示及存储
• 5.4 短信报警功能模块的实现
• 5.5 系统实现
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文