基于MPEG-4的嵌入式网络视频监控系统研究

论文摘要

视频监控系统在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用，目前新兴的基于嵌入式技术的网络视频监控系统与传统的视频监控系统相比具有体积小、成本低、稳定性高、实时性好等优点，具有良好的应用与发展前景。因此研究并开发一种嵌入式网络视频监控系统具有重要的实际意义。本文在研究了当前视频监控系统的基础上，构建了一套基于MPEG-4压缩标准的嵌入式网络视频监控系统。此系统由两部分组成，分别是前端嵌入式网络视频终端子系统和后端客户端子系统。这两个子系统通过传输网络进行数据的交互和信息的传递，传输网络可以是Internet或Intranet。文中首先介绍了视频监控的发展历程，然后对嵌入式网络视频监控系统中的相关技术予以讨论，包括视频和音频的数字化及编码、嵌入式系统技术以及视频的网络传输技术等。随后研究了嵌入式视频监控系统总体结构，对前端嵌入式网络视频终端子系统以及后端客户端子系统的硬件及软件总体结构进行了论述。在此基础上，详细论述了系统硬件的各组成模块，包括基于MCF5307的主控模块、基于以太网和RS485的通信接口模块、基于SAA7114H和CS5340的音视频采集处理模块及基于IME6400的音视频编码压缩模块。系统的软件主要分为前端视频终端子系统软件和后端客户端子系统软件。前端视频终端子系统软件首先介绍系统软件dBUG Bootloader和μClinux嵌入式操作系统，以此为基础，研究分析运行在μClinux上为完成前端视频终端子系统功能的应用软件，主要包括音视频采集、音视频压缩、音视频发送、云台与镜头控制、用户管理和系统配置等模块。后端客户端子系统软件主要实现网络音视频流的接收、播放、保存、回放，以及实现相应的视频监控系统服务器的配置，如云台控制、对客户端访问的控制以及前端摄像机的功能配置。最后，在总结全文的基础上，提出了若干有待进一步深入研究和探讨的问题，并对今后的研究工作提出了一些建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 视频监控系统的发展历程
• 1.1.1 模拟视频监控系统
• 1.1.2 基于PC的模拟/数字混合型视频监控系统
• 1.1.3 基于嵌入式技术的网络视频监控系统
• 1.2 嵌入式系统及其发展现状
• 1.2.1 嵌入式系统概述
• 1.2.2 嵌入式系统的发展历程
• 1.3 视频监控系统的发展趋势
• 1.4 本文内容与结构安排
• 第2章 嵌入式网络视频监控系统中的相关技术
• 2.1 视频和音频的数字化及编码
• 2.1.1 视频的数字化
• 2.1.2 音频的数字化
• 2.2 嵌入式系统的体系结构
• 2.2.1 嵌入式处理器
• 2.2.2 嵌入式外围设备
• 2.2.3 嵌入式操作系统
• 2.2.4 嵌入式应用软件
• 2.3 网络传输技术
• 2.3.1 传输协议
• 2.3.2 IP组播技术
• 2.3.3 流媒体技术
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式网络视频监控系统总体构建与设计
• 3.1 系统的总体结构构建
• 3.2 前端嵌入式网络视频终端子系统硬件结构构建
• 3.3 系统的软件结构
• 3.3.1 前端视频终端子系统软件模块
• 3.3.2 后端客户端子系统软件模块
• 3.4 本章小结
• 第4章 嵌入式网络视频监控系统的硬件结构
• 4.1 基于MCF5307的主控模块
• 4.1.1 复位电路、时钟电路和BOOT模式
• 4.1.2 FLASH模块
• 4.1.3 SDRAM模块
• 4.1.4 BDM调试模块电路
• 4.1.5 实时时钟模块
• 4.2 通信接口模块设计
• 4.2.1 以太网接口模块
• 4.2.2 RS485、RS232接口模块
• 4.3 音视频采集处理模块设计
• 4.3.1 视频采集处理模块
• 4.3.2 音频采集处理模块
• 4.4 音视频编码压缩模块设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 嵌入式网络视频监控系统的软件设计
• 5.1 前端视频终端子系统软件设计
• 5.1.1 系统软件
• 5.1.2 应用软件
• 5.2 后端客户端子系统软件设计
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢