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[摘要]随着网络传输技术，嵌入式技术，视觉跟踪技术的进一步发展，智能远程视频监控系统正在成为新的热点话题。本文结合嵌入式技术和TCP/IP网络技术，实现了基于嵌入式Linux的远程视频监控系统。
[关键词] Linux嵌入式监控
中图分类号：TK414.3+5 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）31―0605―01
1、引言
作为一个重要的安全工具，基于传统的PC的多媒体网络视频监控系统已被广泛应用于安全监控，生产监控，住宅小区监控等领域。随着人们对减少监控系统的成本，提高系统的可靠性，提高系统的智能程度的需求，智能远程视频监控系统正在成为新的热点话题。本文结合监控系统与计算机控制，图像处理，网络，嵌入式及其他技术创建了智能监控系统的基础平台，从而提高了监控系统的效率和可靠性，并简化操作员的负担，实现简单，方便的网络监控。
2、嵌入式LINUX智能系统的结构
嵌入式监控系统由监控端，抓端，和数据传输组件组成。监控端的责任：接收用户的命令，打包成控制指令，将其发送到探测方，显示探测方发送过来的视频；抓端的责任：收集图像，将其发送到监视端，接收并执行监控端的控制指令，以及执行视觉跟踪；传输组件的责任：在监视端和抓端传输数据，信息传输使用TCP数据包。
系统平台采用三星公司的S32440处理器，该处理器是32位微控制器，处理器内核是ARM920T，该芯片集成了许多常用的接口，如USB接口，DART，SPI，IIC，SD卡，ADC通道和触摸屏幕界面。接口具有广泛的应用范围，可以应用到信息设备，智能手机，工业控制，手持设备，移动终端等领域。S3的C2440有强大的扩展功能，USB接口连接数码相机，把收集到的视频图像数据送入内存缓冲区，GPIO接口作为输入和输出设备，连接相机，串行端口和网络端口，FLASH和SDRAMJTAG端口作为存储设备，JTAG端口被用来将引导程序写入到FLASH存储器。
监控端主机与抓端的关系是M：N，一个监控端机器按照其需求可以监控多个抓端设备，一个抓端设备也可以同时为多个监控端机机器提供服务。这将提高系统的效率和稳定性：一台主机可以同时监控多个监视器收集点；重要的采集点可以同时被多台主机监控。该系统的软件由监控端软件和抓端软件组成。基于监控端操作系统的多样性和软件的可移植性，选择JAVA语言编写监控端程序；抓端软件运行在嵌入式Linux系统中，使用C语言编写。
2.1嵌入式LINUX智能系统的硬件设计
为了提高系统性能，使用两个三星公司的K4S561632C-TC75组成2x32MB的SDRAM。K4S561632C总线宽度是16位，与AMR9连接时，使用两块芯片组成32位的系统总线。如果使用NOR闪存的启动模式，当系统启动时，引导程序的第一阶段代码在NOR闪存芯片中运行，第二阶段代码被复制到RAM，在 RAM中运行，引导程序的第二阶段代码将操作系统复制到RAM中，然后执行操作系统代码；如果使用NANDFLASH启动模型，当系统启动时，第一个4K字节的数据将被自动复制到系统的内部，在RAM中操作，这4K字节的内容是引导程序的第一阶段，之后的操作方式与NOR闪存启动模式类似。因此，当系统运行时，所有的程序和数据与CPU和RAM中的外围设备（主要是在SDRAM）交互，使SDRAM的速度对整个系统的速度有一个重要的影响，S3C2440自身内部RAM不能满足操作系统启动的需求，所以需要扩大内存。系统中的地址范围是0x30000000-0x34000000。
NOR闪存系统选择AMD公司的AM29LU160DB-90EC芯片，芯片的大小为2M，地址范围为 0x0000，0000-0x0020，0000。NOR闪存有一个单独的地址和数据总线，它可以在芯片（XIP）实现，它不需要复制数据到RAM中操作。但是，NOR快闪记忆体是如此昂贵，不适合大规模使用。因此，在系统中，NOR闪存只是用来存储引导程序和启动参数，以确保系统正常启动。
2.2 系统监控端的应用软件设计
监控端机器可以使用目前流行的操作系统：Windows，Linux，Solaris，MacOS操作系统，安装Java虚拟机1.6或更高版本和监控端应用程序。
监控端应用管理者ImageWorker由两个类组成：SupervisionFrame和ImageWorker。前者是用于人机交互，而后者被用来发送接收到的命令和数据。
软件初始化结束后，软件进入初始化完成状态，等待用户的操作，关闭（）事件导致系统结束，开始（）事件使系统进入监视状态；在监控状态，用户可以完成停止监控，旋转平移，调整对比度和亮度和其他行动，分别对应stop（）事件，spin（）事件，contrast（）事件，bright（）事件。stop（）事件导致系统回到完成的初始状态，其他事件不会再导致系统状态改变。
在初始化期间，SupervisionFram实例根据配置文件产生多个ImageWorker类实例。当用户点击“开始”按钮，程序会启动这些ImageWorker线程并在后台运行。这些线程在后台与抓端交互（包括控制信息的传输，接收图像），并将接收到的图像发送给SupervisionFrame以显示。
3、系统测试
测试的主要主体是监视端的系统程序和应用程序的运行状态，以及监控端应用的运行效果。测试环境：三个抓端设备直接连接到校园网，一个监测端主机通过串行电缆使用COM1端口与端设备相连接，它们通过同一路由器连接到校园网。
在测试中，监控端主机承担视频监控和测试抓端运行状态的任务：实时测试通过网络监控和COM1端口与之连接的抓端设备的运行状态，或者通过互联网日志测试抓端设备的运行状态。
测试表明，抓端设备的硬件和系统软件，运行正常，应用软件已经启动，并收到了监测端的连接请求。
4、结论
基于TCP/IP网络的嵌入式智能监控系统的研究过程中，本文从理论上分析了系统结构的总体思路，使用一个熟悉的ARM9处理器硬件设计硬件平台，同时详细地分析了如何实现系统软件和应用软件。本文详细介绍了嵌入式监控系统建设的思路和方法，强调的知识是采用TCP/IP网络实现从抓端到监控端的图像传输，系统监控端控制抓端。
参考文献
[1] Sethi SP，Research of Net-Communication with TCP/IP Protocol on Linux，2001.
[2] Cavusgil，S.T.，Sikora，E.：Linux-based TCP/IP Network Communication Programming 2006（1988）75−85
[3] J.Clerk Maxwell，Design of Network Communication Based on TCP/IP Protocol in a Real Time Monitoring Instrument，2005
（上接第599页）
[4] Popczun，E.J.，McKone，J.R.，Read，C.G.，Biacchi，A.J.，Wiltrout，A.M.，Lewis，N.S.，& Schaak，R.E.（2013）.Nanostructured Nickel Phosphide as an Electrocatalyst for the Hydrogen Evolution Reaction.Journal of the American Chemical Society.
[5] Liu，J.，Zhang，T.，Wang，Z.，Dawson，G.，& Chen，W.（2011）.Simple pyrolysis of urea into graphitic carbon nitride with recyclable adsorption and photocatalytic activity.Journal of Materials Chemistry，21（38），14398-14401.
[6] Han，Z.，Qiu，F.，Eisenberg，R.，Holland，P.L.，& Krauss，T.D.（2012）.Robust Photogeneration of H2 in Water Using Semiconductor Nanocrystals and a Nickel Catalyst.Science，338（6112），1321-1324.
[7] Min，S.，& Lu，G.（2011）.Dye-sensitized reduced graphene oxide photocatalysts for highly efficient visible-light-driven water reduction.The Journal of Physical Chemistry C，115（28），13938-13945.
[关键词] Linux嵌入式监控
中图分类号：TK414.3+5 文献标识码：TK 文章编号：1009―914X（2013）31―0605―01
1、引言
作为一个重要的安全工具，基于传统的PC的多媒体网络视频监控系统已被广泛应用于安全监控，生产监控，住宅小区监控等领域。随着人们对减少监控系统的成本，提高系统的可靠性，提高系统的智能程度的需求，智能远程视频监控系统正在成为新的热点话题。本文结合监控系统与计算机控制，图像处理，网络，嵌入式及其他技术创建了智能监控系统的基础平台，从而提高了监控系统的效率和可靠性，并简化操作员的负担，实现简单，方便的网络监控。
2、嵌入式LINUX智能系统的结构
嵌入式监控系统由监控端，抓端，和数据传输组件组成。监控端的责任：接收用户的命令，打包成控制指令，将其发送到探测方，显示探测方发送过来的视频；抓端的责任：收集图像，将其发送到监视端，接收并执行监控端的控制指令，以及执行视觉跟踪；传输组件的责任：在监视端和抓端传输数据，信息传输使用TCP数据包。
系统平台采用三星公司的S32440处理器，该处理器是32位微控制器，处理器内核是ARM920T，该芯片集成了许多常用的接口，如USB接口，DART，SPI，IIC，SD卡，ADC通道和触摸屏幕界面。接口具有广泛的应用范围，可以应用到信息设备，智能手机，工业控制，手持设备，移动终端等领域。S3的C2440有强大的扩展功能，USB接口连接数码相机，把收集到的视频图像数据送入内存缓冲区，GPIO接口作为输入和输出设备，连接相机，串行端口和网络端口，FLASH和SDRAMJTAG端口作为存储设备，JTAG端口被用来将引导程序写入到FLASH存储器。
监控端主机与抓端的关系是M：N，一个监控端机器按照其需求可以监控多个抓端设备，一个抓端设备也可以同时为多个监控端机机器提供服务。这将提高系统的效率和稳定性：一台主机可以同时监控多个监视器收集点；重要的采集点可以同时被多台主机监控。该系统的软件由监控端软件和抓端软件组成。基于监控端操作系统的多样性和软件的可移植性，选择JAVA语言编写监控端程序；抓端软件运行在嵌入式Linux系统中，使用C语言编写。
2.1嵌入式LINUX智能系统的硬件设计
为了提高系统性能，使用两个三星公司的K4S561632C-TC75组成2x32MB的SDRAM。K4S561632C总线宽度是16位，与AMR9连接时，使用两块芯片组成32位的系统总线。如果使用NOR闪存的启动模式，当系统启动时，引导程序的第一阶段代码在NOR闪存芯片中运行，第二阶段代码被复制到RAM，在 RAM中运行，引导程序的第二阶段代码将操作系统复制到RAM中，然后执行操作系统代码；如果使用NANDFLASH启动模型，当系统启动时，第一个4K字节的数据将被自动复制到系统的内部，在RAM中操作，这4K字节的内容是引导程序的第一阶段，之后的操作方式与NOR闪存启动模式类似。因此，当系统运行时，所有的程序和数据与CPU和RAM中的外围设备（主要是在SDRAM）交互，使SDRAM的速度对整个系统的速度有一个重要的影响，S3C2440自身内部RAM不能满足操作系统启动的需求，所以需要扩大内存。系统中的地址范围是0x30000000-0x34000000。
NOR闪存系统选择AMD公司的AM29LU160DB-90EC芯片，芯片的大小为2M，地址范围为 0x0000，0000-0x0020，0000。NOR闪存有一个单独的地址和数据总线，它可以在芯片（XIP）实现，它不需要复制数据到RAM中操作。但是，NOR快闪记忆体是如此昂贵，不适合大规模使用。因此，在系统中，NOR闪存只是用来存储引导程序和启动参数，以确保系统正常启动。
2.2 系统监控端的应用软件设计
监控端机器可以使用目前流行的操作系统：Windows，Linux，Solaris，MacOS操作系统，安装Java虚拟机1.6或更高版本和监控端应用程序。
监控端应用管理者ImageWorker由两个类组成：SupervisionFrame和ImageWorker。前者是用于人机交互，而后者被用来发送接收到的命令和数据。
软件初始化结束后，软件进入初始化完成状态，等待用户的操作，关闭（）事件导致系统结束，开始（）事件使系统进入监视状态；在监控状态，用户可以完成停止监控，旋转平移，调整对比度和亮度和其他行动，分别对应stop（）事件，spin（）事件，contrast（）事件，bright（）事件。stop（）事件导致系统回到完成的初始状态，其他事件不会再导致系统状态改变。
在初始化期间，SupervisionFram实例根据配置文件产生多个ImageWorker类实例。当用户点击“开始”按钮，程序会启动这些ImageWorker线程并在后台运行。这些线程在后台与抓端交互（包括控制信息的传输，接收图像），并将接收到的图像发送给SupervisionFrame以显示。
3、系统测试
测试的主要主体是监视端的系统程序和应用程序的运行状态，以及监控端应用的运行效果。测试环境：三个抓端设备直接连接到校园网，一个监测端主机通过串行电缆使用COM1端口与端设备相连接，它们通过同一路由器连接到校园网。
在测试中，监控端主机承担视频监控和测试抓端运行状态的任务：实时测试通过网络监控和COM1端口与之连接的抓端设备的运行状态，或者通过互联网日志测试抓端设备的运行状态。
测试表明，抓端设备的硬件和系统软件，运行正常，应用软件已经启动，并收到了监测端的连接请求。
4、结论
基于TCP/IP网络的嵌入式智能监控系统的研究过程中，本文从理论上分析了系统结构的总体思路，使用一个熟悉的ARM9处理器硬件设计硬件平台，同时详细地分析了如何实现系统软件和应用软件。本文详细介绍了嵌入式监控系统建设的思路和方法，强调的知识是采用TCP/IP网络实现从抓端到监控端的图像传输，系统监控端控制抓端。
参考文献
[1] Sethi SP，Research of Net-Communication with TCP/IP Protocol on Linux，2001.
[2] Cavusgil，S.T.，Sikora，E.：Linux-based TCP/IP Network Communication Programming 2006（1988）75−85
[3] J.Clerk Maxwell，Design of Network Communication Based on TCP/IP Protocol in a Real Time Monitoring Instrument，2005
（上接第599页）
[4] Popczun，E.J.，McKone，J.R.，Read，C.G.，Biacchi，A.J.，Wiltrout，A.M.，Lewis，N.S.，& Schaak，R.E.（2013）.Nanostructured Nickel Phosphide as an Electrocatalyst for the Hydrogen Evolution Reaction.Journal of the American Chemical Society.
[5] Liu，J.，Zhang，T.，Wang，Z.，Dawson，G.，& Chen，W.（2011）.Simple pyrolysis of urea into graphitic carbon nitride with recyclable adsorption and photocatalytic activity.Journal of Materials Chemistry，21（38），14398-14401.
[6] Han，Z.，Qiu，F.，Eisenberg，R.，Holland，P.L.，& Krauss，T.D.（2012）.Robust Photogeneration of H2 in Water Using Semiconductor Nanocrystals and a Nickel Catalyst.Science，338（6112），1321-1324.
[7] Min，S.，& Lu，G.（2011）.Dye-sensitized reduced graphene oxide photocatalysts for highly efficient visible-light-driven water reduction.The Journal of Physical Chemistry C，115（28），13938-13945.