摘要
随着网络通信技术与多媒体技术的发展，嵌入式视频监控技术逐渐步入一个全新数字化网络阶段，广泛运用于电信、银行、交通、电力、智能楼宇等诸多领域。嵌入式视频监控技术以嵌入式Linux开发、视频编解码、网络传输技术为核心，对稳定性、实时性和兼容性有很高的要求，这也代表了现代嵌入式视频技术的发展方向。
本论文对于嵌入式监控系统核心部分：视频采集编码、网络传输服务器的设计与实现作全面分析，设计并实现一种兼容ZC3xx与OV511系列芯片摄像头的多线程并发网络机制的视频监控系统设备。
论文首先在第二章介绍系统开发的软硬件平台，硬件平台采用三星公司S3C2410的开发板，软件移植了嵌入式Linux内核，着重介绍了驱动模块编程的架构。论文第三章详细介绍了ZC3xx系列摄像头视频驱动的设计与实现，并在此驱动支持下如何采集视频的全过程，ZC3xx系列芯片摄像头内置DSP编码单元，在视频采集上获得较好的编码效率与视频效果。第四、五章介绍网络协议的应用与编程实现，并设计实现了多线程并发机制的嵌入式网络视频服务器，优化了服务器／客户端架构，多线程协调运行，提高了系统资源利用率以及系统稳定性和实时性。
With the development of technology of network communication and Multimedia, Embedded video monitoring system steps into the new period of completely digital network application, which exactly means a developing direction to the fields such as telecommunication, bank, traffic utilization, electronic power and intelligent building. With the core technology of Linux application, video coding and network transmitting, embedded video monitor system requires high quality of stability, compatibility and real-time capability, which also represents its mainly developing direction.
This thesis introduces a design of video encoding and network transmitting mechanism, which also emphasizes on program implementation of ZC3xx video driver and multi-thread concurrent mechanism.
At first, embedded software and hardware environments are given in second chapter. Embedded Linux kernel transplant is also introduced. And driver module program is emphasized. The third chapter gives detail analysis on ZC3xx video driver program and video capture application program. The later chapters introduce network transmitting program. It establishes a multi-thread concurrent video monitor server, which could optimize Server/Client structure and guarantees system stability, real-time capability and high efficiency of system resource allocation.
引文
[1] Jonathan Corbet,Alessandro Rubini & Greg Kroah-Hartman LINUX DEVICE DRIVERS Third Edition 中国电力出版社 O'REILLY 2006.01
[2] Kurt Wall著 张辉 译 《GNU／Linux编程指南》第三版 清华大学出版社 2002．06
[3] 杜春雷《ARM体系结构与编程》清华大学出版社 2003．2
[4] 季昱 《ARM嵌入式应用系统开发典型实例》 中国电力出版社 2005．7
[5] 谢希仁《计算机网络》第四版 电子工业出版社 2003．07
[6] Douglas E. Comer, David L. Stevens INTERNETWORKING WITH TCP/IP Vol 3: CLIENT-SERVER PROGRAMMING AND APPLICATIONS LINUX/POSIX SOCKET VERSION Third Edition 电子工业出版社 2004. 04
[7] Douglas E. Comer, David L Stevens INTERNETWORKING WITH TCP/IP Vol 2: DESIGN, IMPLEMENTATION AND INTERNALS Third Edition 电子工业出版社 2004.04
[8] Klaus Wehrle. Frank Pahlke. Hartmut Ritter. The Linux Network Architecture Design and Implementation of Network Protocols in Linux Kernel 1st Edition 清华大学出版社 2007.08
[9] Stephen G Kochan Programming in C—A Complete Introduction to the C Programming langurage Third Edition 电子工业出版社 2006.10
[10] 陈松桥 肖建华等 《算法语数据结构C／C++描述》 清华大学出版社 2003．3
[11] 孙天泽 《嵌入式设计 及Linux驱动开发指南—基于ARM9处理器》 电子工业出版社 2004．07
[12] Douglas E. Comer. INTERNETWORKING WITH TCP/IP Vol 1:PRINCIPLES, PROTOCOLS AND ARCHITECTURE Third Edition 清华大学出版社 2003.03
[13] Jeff Doyle, Jennifer Carroll Routing TCP/IP, Volume 1(2nd Edition)Cisco Press 人民邮电出版社 2007.01
[14] 潘巨龙等《ARM9嵌入式LINUX系统构建与应用》北京航空航天科技大学出版社 2006．08
[15] 沈建华《ARM嵌入式系统开发：软件设计与优化》 北京航空航天科技大学出版社 2005．05
[16] 孙琼《嵌入式Linux应用程序开发详解》 人民邮电出版社 2006．07
[17] 刘淼 《嵌入式系统接口设计与Linux驱动开发》 北京航空航天科技大学出版社 2006．06
[18] 陈俊宏等《Embedded Linux嵌入式系统原理与务实》 中国铁道出版社 2004．08
[19] 李树广《数字通信》 机械工业出版社 2006．1
[20] 王洁，彭刚，周紫光．基于CMOS图像传感器OV5017的图像采集系统设计 微计算机信息，2004 Vol．04
[21] 刘欣，翟勇，方加宝，杨雪鹏．uClinux平台上USB摄象头的驱动开发．自动化技术与应用，2006 Vol．10
[22] 魏长江，张凌云，李国财．基于uClinux的设备驱动程序设计方法及应用实例．煤矿机械，2005 Vol．08
[23] 秦益霖．在嵌入式uCLinux上实现设备驱动程序的添加．常州信息职业技术学院 学报，2003 Vol．03
[24] 陆云昆，张承业．嵌入式Linux下的视频和图像采集 电脑编程技巧与维护，2006 Vol．12
[25] 张积红，吴强．嵌入式Linux研究及其在ARM上的移植电脑知识与技术，2005 Vol．08
[26] 范学海．嵌入式网络视频监控系统服务器端软件设计与实现 西南交通大学，2006．
[27] 王刚，赵跃龙．基于嵌入式网络视频监控系统的设计．湘南学院学报，2006 Vol．05
[28] 张洁，何晓燕，凌志浩．基于ARM技术的远程图像监控系统设计．自动化仪表，2006 Vol．11
[28] 郅琦，雷斌．基于ARM的嵌入式TCP通信的实现．中国新通信 2006 Vol．17
[29] 姜换新．ARM嵌入式系统C语言编程．计算机应用与软件，2003 Vol．10
[30] 王芳，郭麦成，汪莉．基于uCLinux和ARM的嵌入式TCP／IP设计．中国科技信息，2006 Vol．01
[31] 李阳明，齐志强，师丽彩．嵌入式Internet的应用．电子技术，2005 Vol．05
[32] 王原丽，王丽．基于ARM的嵌入式TCP／IP协议栈的实现．现代电子技术，2005 Vol．22
[33] 王运盛，陈颖，王坚．ARM程序优化及其在嵌入式TCP／IP协议实现中的应用．微型机与应用，2005 Vol．09
[34] 胡晓霞 陈俊 刘章发 基于Linux的视频采集系统的研究电脑知识与技术，Computer Knowledge and Technology, 2006 Vol. 36
[35] 张力 阮双琛 刘承香 张敏CMOS图像传感器用于网络摄像机的设计 微计算机信息，Control&Automation,2006 Vol.34
[36] Ehlert, S.; Sisalem, D.; Wolisz, A. Performance Analysis of Concurrent Multicast/TCP Traffic Over Lossy High Delay Links; Wireless Communication Systems, 2005. 2nd International Symposium on 5-7 Sept. 2005 Page(s):757-761
[37] USB Video Driver Development Tutorial http://mxhaard.free.fr
[38] Xvidcore Development Tutorial and Source Code available online at http://www.xvid.org
[39] JRTP LIB Development Tutorial and Source Code available online at http://lumumba.luc.ac.be/jori/jrtplib/jrtplib.htmll
[40] Video4Linux Kernel API Reference http://blog.csdn.net/neohuo/articles/600392.aspx
[41] Video4Linux User's Manual http://www.v41.com.cn
[42] Sarkar, D A Concurrent Multipath TCP and Its Markov Model.; Communications, 2006 IEEE International Conference on Volume 2, June 2006 Page(s):615-620
[43] USER'S MANUAL S3C2410A 200MHz-266MHz 32-Bits RISC Microprocessor Revision 1.0 SAMSUNG Electronics
[44] Cheng Jin; Wei, D.X.; Low, S.H. FAST TCP: motivation, architecture, algorithms, performance INFOCOM 2004. Twenty-third Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies Volume 4, 7-11 March 2004 Page(s):2490-2501 vol.4