基于ARM的室内环境视频监控系统设计

摘要

伴随着科学的进步和社会的不断发展，嵌入式技术、图像处理技术、无线网络技术等也得到了高速的发展，将这些技术应用在视频监控系统中将是一次重大的突破。文章的主要内容是设计了一种基于ARM处理器、视频采集和压缩技术、视频传输技术、无线通信技术等多种应用技术于一体的视频监控系统。
　　文章首先介绍了嵌入式视频监控系统整体设计方案，对视频监控系统中应用到的相关技术进行了简单的介绍和阐述。而后对软件和硬件平台分别进行了详细的介绍。硬件平台是以S3C6410处理器为基础，搭载了无线网卡、摄像头、LED显示器、USB接口等多种硬件功能模块。软件平台采用嵌入式Linux操作系统为核心，包括系统中移植和编译Bootloader、系统内核、根文件系统还有加载设备驱动等操作。采集视频图像数据使用了集成在嵌入式Linux系统中的V4L2技术，视频数据压缩模块使用了较新的H.264压缩编码技术，并针对S3C6410处理器的特点进行多处优化，提高了编码效率。系统使用了RTP/RTCP协议的流媒体技术完成对视频信息的传输功能，保证了视频监控的实时性与稳定性。Andriod客户端的软件设计使用了JNI技术，并使用GUI完成对图形界面的设计，所以客户端可以接入无线网络并访问由嵌入式系统搭建的服务器，实现手机查阅视频图像的设计目标。最后对该系统硬件和软件进行整体调试与测试，对结果进行分析。调试结果表明，基于ARM嵌入式的室内视频监控系统的设计满足实时监控、无线监控、远程监控等设计要求。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 视频监控系统发展及现状

1．2．1 嵌入式视频监控系统的发展过程

1．2．2 前景与展望

1．3 全文研究内容及章节安排

第二章 嵌入式视频监控系统的总体方案

2．1 系统总体功能需求分析

2．2 监控系统的硬件设计方案

2．2．1 嵌入式系统概述

2．2．2 嵌入式处理器

2．2．3 硬件平台的选型

2．2．4 SDRAM存储器接口电路

2．2．5 存储器接口电路

2．2．6 串口电平转换电路

2．3 数字视频监控技术

2．3．1 视频采集和压缩编码模块

2．3．2 视频传输模块

2．3．3 周围环境监控模块

2．4 监控系统的软件设计方案

2．4．1 嵌入式操作系统

2．4．2 监控软件总体方案

2．5 本章小结

第三章 嵌入式系统的移植实现

3．1 交叉编译开发环境的创建

3．2 BOOTLOADER软件设计

3．2．1 介绍BOOTLOADER

3．2．2 U-Boot分析

3．2．3 U-Boot移植过程

3．3 嵌入式Linux内核的移植和编译

3．3．1 Linux内核简介

3．3．2 Linux内核的移植和编译

3．4 根文件系统的制作

3．4．1 BusyBox工具包

3．4．2 文件系统的制作与移植

3．5 系统烧写

3．6 本章小结

第四章 系统视频监控部分功能与实现

4．1 视频采集模块

4．1．1 基于V4L2采集功能实现

4．1．2 V4L2采集视频的基本流程

4．2 视频存储模块

4．2．1 H.264编码技术

4．2．2 H.264视频编码的原理

4．2．3 X.264编码参考模型

4．2．4 H.264编码器的移植和优化

4．3 视频传输模块

4．3．1 网络传输协议

4．3．2 RTP/RTCP协议

4．3．3 H-264视频流的RTP传输机制

4．3．4 NALU单元封包策略

4．3．5 视频传输控制模块的实现

4．4 本章小结

第五章 基于Android客户端软件的实现

5．1 软件开发环境

5．2 Android软件开发技术

5．3 图形界面单元的实现

5．4 本章小结

第六章 视频监控系统的调试与测试

6．1 测试环境的搭建

6．1．1 软件、硬件环境介绍

6．1．2 网络环境与配置

6．2 系统测试步骤

6．3 系统测试结果分析

6．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

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