基于ARM和Linux的嵌入式视频监控服务器的设计与实现

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunny_cui
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近些年来,计算机网络和多媒体技术的发展速度越来越快,建立在计算机网络、多媒体技术基础上的视频监控技术也因此获得了更大的发展.就目前来说,数字视频监控系统主要应用在安防系统中,相对于第一代的模拟视频监控系统,数字视频监控系统传输和存储的是数字化的视频,它的特点是便于传输而且系统的扩展能力强,所以数字视频监控系统在实际应用中功能更为强大.目前的数字视频监控系统分为两种类型,一种是以基于微机平台的视频服务器为核心的监控系统,另一种是以嵌入式视频服务器为核心的监控系统.与前者相比,后者具有性能稳定可靠、实时性好、抗病毒能力强等特点,不仅具有较高的实际应用价值,还有广阔的发展前景,因此近年来成为业界的研究热点.根据这种应用需求,本文设计了一个采用高性能嵌入式处理器芯片SL3512和H.264视频编解码芯片FH8735作为服务器硬件平台,以Linux嵌入式操作系统作为服务器软件平台的嵌入式视频监控系统,它采用了先进的H.264视频压缩标准,可以在低码流下获得高质量的图像,完成实时视频采集与编码,因而实现了一种性能良好、使用方便、性价比较高的设计方案.在此方案基础上,论文首先对本嵌入式视频监控系统进行了总体设计,进而阐述了系统的软硬件体系结构,并对系统硬件平台核心芯片的选择进行了分析,对嵌入式Linux操作系统的软件架构和开发环境作了大致介绍.本文的主要工作和创新点包括:  (1)阐述了本课题的研究背景及其研究意义,在视频监控系统的发展历史的基础上对其发展方向进行了分析,指明了监控系统的发展趋势将是嵌入式视频监控服务器.  (2)通过对本文要设计的系统功能需求的分析,确立ARM芯片的选型原则和硬件平台的总体架构,即以高性能嵌入式处理器芯片ARM9芯片SL3512和H.264视频编解码芯片FH8735为核心进行硬件平台的设计,与传统的视频监控服务器相比,大大提高了系统性能以及视频图像质量.完成了硬件平台的电路设计,主要包括中心控制模块、视频图像采集模块、视频压缩模块、存储模块、电源模块,USB模块、网络传输模块等的设计,并给出了各个模块的原理图,以此为单位阐述各个模块的功能.  (3)以原理图为基础完成了硬件平台的PCB设计以及PCB板的硬件电路调试,针对PCB设计过程中的注意事项以及在进行PCB设计、调试过程中遇到的问题进行了总结,并给出了解决办法.  (4)通过多种操作系统的对比,总结了Linux系统的优势以及嵌入式软件的一般开发过程,在此基础上完成了嵌入式 Linux交叉编译开发环境的搭建、Bootloader引导程序的配置烧写、Linux的内核剪裁与配置、根文件系统的创建等工作,为下一步嵌入式视频服务器的设计实现做好准备.  (5)在Linux系统下对嵌入式驱动程序进行开发,主要阐述了驱动程序的开发要点,在此基础上完成了USB驱动程序和以太网接口驱动程序的开发工作.  (6)结论与展望,对本文做了简要的总结,介绍了本文作者所做的主要工作,并指出了该视频服务器需要改进和完善的地方.
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