嵌入式网络视频监测系统的设计与实现
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摘要
目前，视频监测系统在各个领域得到了广泛应用，主要用于安全防范、信息获取等方面。网络技术、视频处理技术和嵌入式技术的迅速发展，极大地推动了视频监测技术的发展进程，促使视频监测技术向数字化、网络化以及智能化的方向发展。
本文在分析了视频监测技术发展的基础上提出了以嵌入式ARM开发板和USB接口摄像头为主体，以Web访问为交互方式的一套嵌入式视频监测系统的解决方案。该方案采用Philips公司的32位高性能ARM7芯片作为微处理器，以μClinux为嵌入式操作系统，通过摄像头采集图像并利用JPEG格式来实现图片压缩解码；在系统前端运行嵌入式Web服务器，基于TCP／IP协议通过网络传输图像信息；用户可以在远端通过浏览器访问，以网页内嵌Java Applet的直观形式实现对远程信息的监测。该系统开发成本低、性能高并且使用方便。
本文从系统的总体规划、模块划分，到软硬件各模块的设计，再到各模块的具体实现都进行了较为详细的描述。并重点阐述了系统主要软件模块的开发实现过程，并给出了代码实现。在文章最后，指出了在本系统存在的一些问题，并对下一步的工作提出了展望。
In recent years, video surveillance system has been used extensively in every field, which mainly used for security system, information acquisition and so on. Rapid development of technology in the video, network and embedded system is a great promotion for the improvement process of video surveillance technology, and the developmental trend of video surveillance towards to digital, networking, and intelligence.
Based on the analyses of the current development of video surveillance, the paper bring forward a solution which is made up of embedded ARM MCU and webcam with USB interface, and we can visit and control the system through Web browser. This scheme adopts 32bit high-performance ARM7 of Philips as microprocessor, adoptsμClinux as operating system, adopts webcam to gather video data and use JPEG protocol to realize the compression of the video picture. The server of the system runs an embedded web server which transmit video information through the network, users can make use of Web Page which contain Java Applet to realize remote surveillance. The system has low cost, high capacity and efficiency and is easy to use.
In this paper, we detailed introduce the solution from its collectivity design, division of modules of software and hardware, to the design and coding of software modules. And then, we especially expatiate development process of main software modules, and provide codes. At the end of the paper, we point out some problems existing in this system and put forward the suggestion on the next work.
本文在分析了视频监测技术发展的基础上提出了以嵌入式ARM开发板和USB接口摄像头为主体，以Web访问为交互方式的一套嵌入式视频监测系统的解决方案。该方案采用Philips公司的32位高性能ARM7芯片作为微处理器，以μClinux为嵌入式操作系统，通过摄像头采集图像并利用JPEG格式来实现图片压缩解码；在系统前端运行嵌入式Web服务器，基于TCP／IP协议通过网络传输图像信息；用户可以在远端通过浏览器访问，以网页内嵌Java Applet的直观形式实现对远程信息的监测。该系统开发成本低、性能高并且使用方便。
本文从系统的总体规划、模块划分，到软硬件各模块的设计，再到各模块的具体实现都进行了较为详细的描述。并重点阐述了系统主要软件模块的开发实现过程，并给出了代码实现。在文章最后，指出了在本系统存在的一些问题，并对下一步的工作提出了展望。
In recent years, video surveillance system has been used extensively in every field, which mainly used for security system, information acquisition and so on. Rapid development of technology in the video, network and embedded system is a great promotion for the improvement process of video surveillance technology, and the developmental trend of video surveillance towards to digital, networking, and intelligence.
Based on the analyses of the current development of video surveillance, the paper bring forward a solution which is made up of embedded ARM MCU and webcam with USB interface, and we can visit and control the system through Web browser. This scheme adopts 32bit high-performance ARM7 of Philips as microprocessor, adoptsμClinux as operating system, adopts webcam to gather video data and use JPEG protocol to realize the compression of the video picture. The server of the system runs an embedded web server which transmit video information through the network, users can make use of Web Page which contain Java Applet to realize remote surveillance. The system has low cost, high capacity and efficiency and is easy to use.
In this paper, we detailed introduce the solution from its collectivity design, division of modules of software and hardware, to the design and coding of software modules. And then, we especially expatiate development process of main software modules, and provide codes. At the end of the paper, we point out some problems existing in this system and put forward the suggestion on the next work.
引文
[1] http://www.arm.com
[2] http://www.uclinux.org
[3] http://www.sun.com/java/
[4] Alessandro Rubini. Linux Device Drivers. OrReilly&Associates, Inc. 1998
[5] ARM Limited, SDT2.50 Reference Manual(ARM DUI0041C)
[6] ARM Limited, SDT2. 50 User Guide (ARM DUI0040D)
[7] gcc home page[EB/OL], http://gcc.gnu.org/
[8] GDB: The GNU Project Debugger[EB/OL].http://www.gnu.org/software/gdb/
[9] KDevelop User Manual[EB/OL].http://docs.kde.org/development/en/kdevelop/kdevelop
[10] VMware Inc. http://www.vmware.com/
[11] Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, Fourth Edition, Prentice Hall, March 17, 2003
[12] 周立功等．ARM嵌入式系统基础教程．北京航空航天大学出版社，2004
[13] 周立功等．ARM嵌入式系统软件开发实例(二)．北京航空航天大学出版社，2004
[14] 周立功等．ARM嵌入式μClinux系统构建与驱动开发范例．北京航空航天大学出版社，2005
[15] 周立功等．ARM嵌入式系统实验教程(二)．北京航空航天大学出版社，2005
[16] 赵炯．Linux内核完全注释[M]．机械工业出版社，2004-09
[17] 田泽．嵌入式系统开发与应用[M]．北京航空航天大学出版社，2004
[18] 张大波．嵌入式系统原理、设计与应用[M]．机械工业出版社．2004-11
[19] 刘峥嵘、张智超、许振山等．嵌入式Linux应用开发详解[M]．机械工业出版社．2004-06
[20] 魏忠，蔡勇，雷红卫．嵌入式开发详解北京[M]．电子工业出版社，2003
[21] 李善平，刘文蜂，王焕龙．Linux与嵌入式系统[M]．清华大学出版社，2003
[22] 探奚工作室．嵌入式开发圣经[M]．北京冲国铁道出版社，2002
[23] 李廷军，周正欧．嵌入式网络设备的MAC及IP地址设置[J]．单片机及嵌入式系统应用，2004，(4)：16-18
[24] 周永宏，王成飞，何志敏．ARM7TDMI-S在嵌入式系统中的Bootloader代码设计[J]．单片机及嵌入式系统应用，2004，12：27-29．
[25] 刘峥嵘，张智超，许振山等．嵌入式Linux应用开发详解[M]．机械工业出版社，2004-06
[26] 谢晓竹，傅军．基于TCP／IP的网络单片机应用[J]．计算机工程，2003，29(15)：171-173
[27] 马学文，朱名日，程小辉．基于uCLinux和S3C4510B的网络通信设计[J]．单片机及嵌入式系统应用，2004
[28] 冯永红，朱善军．裁剪Linux技术分析[J]．嵌入式系统及单片机国际学术交流会论文集，2001
[29] John Goerzen著，魏永明，耿岳，游云华等译．Linux编程宝典[M]．电子工业出版社，2000
[30] David A．Rusling等著，朱柯等译．Linux编程白皮书[M]．机械工业出版社
[31] David Tansley．LINUX 与UNIX SHELL 编程指南[M]．Addison Wesley／Pearson．2000-06
[32] 杨沙洲．Linux 启动过程综述[EB／OL]．http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/startup/
[33] 张辉．GNU／Linux编程指南入门应用精通(第二版)[M]．清华大学出版社，2002
[34] 高传善等．数据通信与计算机网络[M]．高等教育出版社，2000-07
[35] 李庆诚，张建华等．嵌入式系统的系统测试和可靠性评估[J]．单片机与嵌入式系统应用，2003．08
[36] 屈振新，曾庆伟．嵌入式实时操作系统核心的设计与实现[J]．计算机工程与应用，2002．09
[37] 熊江．三种嵌入式操作系统的分析与比较[J]．单片机与嵌入式系统应用，2003．05
[38] 周德新，张向利．Linux与嵌入式操作系统[J]．桂林电子工业学院学报，2000．04
[39] 陈闲中．Linux在嵌入式操作系统中的应用[J]．同济大学学报(自然科学版)，2001．05
[40] 郑音飞，胡大可．基于uCLinux的嵌入式WEB服务器的实现[J]．电子产品世界，2003．11
[41] 胡晨峰．FFS2文件系统在uClinux中的应用[J]．电子产品世界，2003．07
[42] 陈坚华．基于ARM7TDM工的uClinux移植，浙江大学硕士学位论文，2003
[43] 万晨妍．基于ARM的嵌入式系统及其SNMP的实现与实现，浙江大学硕士学位论文，2003
[44] Bruce Eckel著，陈昊鹏 饶若楠等译．Java编程思想[M]．机械工业出版社，2005．5
[45] 张志常，王金东，赵海．一个嵌入式邮件发送平台的构建[J]．计算机工程与应用，2003
[46] Warren W．Gay著．实战LinuxSocket编程[M]．西安电子科技大学出版社，2002
[47] 吴朝晖，纵谈嵌入式技术[J]．微电脑世界，2000年第49期
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