基于嵌入式技术的网络视频监控系统

论文摘要

视频监控技术是一门集计算机技术、网络技术和多媒体技术于一体的综合技术。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性被广泛应用于工业生产、交通、电力、智能办公大厦等场所。网络视频监控系统以其实时、形象、真实地反映被监控对象特征,逐渐成为现代化管理和监测的重要技术手段之一。目前我们宁夏电力公司采用的远程视频监控系统,都是采用基于PC机的视频监控技术,其视频数据的压缩和解压缩采用专用的编解码卡,整个系统较为复杂,稳定性和可靠性都不高,而且如果使用一台PC机对多个监控现场进行实时监控,需要大量的解压卡,使整个系统的成本很高。鉴于这种情况,本文提出了一种基于嵌入式系统的网络视频监控方案。该系统包括了变电站监控现场的视频监控终端与视频监控网络平台两个部分。其中视频监控终端采用了韩国三星公司的S3C2440微处理器,该处理器主频最高可达400MHz,处理速度快。视频监控设备采集的视频图像经过压缩算法编码压缩后数据流被送入视频监控网络平台,利用RTP实时传输协议将该数据流打包后利用Internet网络进行实时传输。本系统采用Windows CE嵌入式操作系统。并详细介绍了嵌入式操作系统的定制与裁剪过程。目前没有现成的基于Windows CE操作系统的摄像头驱动,我们开发了摄像头驱动。考虑到网络带宽的限制,要实现视频在网络上传输,必须对采集到的视频信号进行压缩,如何既能够保持压缩后信号的高质量,又能尽可能地减少数据量成为网络视频监控成功的关键。本文对压缩算法进行了研究,并实现了在嵌入式系统上的视频压缩以及监控终端程序开发。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 视频监控技术的国内外发展动态
• 1.1.1 视频监控技术的发展
• 1.2 嵌入式系统的发展状况
• 1.2.1 嵌入式技术的历史发展
• 1.2.2 嵌入式系统的技术特点和应用前景
• 1.3 课题的提出
• 1.4 本文的主要工作
• 2 视频监控系统软硬件平台的搭建
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 嵌入式处理器的选择
• 2.3 嵌入式操作系统的选择
• 2.4 ARM微处理器简介
• 2.4.1 ARM微处理器概述
• 2.4.2 ARM微处理器的结构
• 2.5 Windows CE嵌入式实时操作系统简介
• 2.6 Windows CE的特点
• 3 Windows CE系统移植
• 3.1 Windows CE系统移植开发
• 3.1.1 BootLoader开发
• 3.1.2 OAL层开发
• 3.2 Windows CE平台的裁剪
• 3.3 生成操作系统镜像
• 4 Windows CE系统下USB设备驱动程序的开发
• 4.1 USB设备驱动开发的关键技术分析
• 4.1.1 USB总线协议的相关技术研究
• 4.1.2 Windows CE下主机端USB设备驱动的架构
• 4.2 USB摄像头驱动程序的具体实现
• 4.2.1 流驱动程序
• 4.2.2 USB摄像头驱动程序开发的主要模块设计
• 4.3 Windows CE下驱动程序开发的注意事项
• 5 视频监控终端应用软件的实现
• 5.1 视频采集模块的实现
• 5.1.1 视频编程所涉及的数据结构及用途
• 5.1.2 视频采集流程
• 5.1.3 摄像头采集模块的具体实现
• 5.2 基于MPEG4压缩算法的视频压缩
• 5.2.1 常见压缩编码算法简介
• 5.2.2 MPEG-4视频编码技术
• 5.3 网络传输模块的实现
• 5.3.1 RTP协议简介
• 5.3.2 RTCP控制协议
• 5.3.3 MPEG-4数据流的RTP封装与传输
• 5.4 系统测试
• 5.4.1 测试环境
• 5.4.2 实验结果
• 6 结论与前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的文章