基于DM355的嵌入式网络视频监控系统设计

论文摘要

随着电子,计算机,通信和自动化技术的发展,使嵌入式网络视频监控系统成为现阶段安防系统的发展趋势。本文通过将多媒体技术,嵌入式技术和网络传输技术融合到视频监控系统领域并结合青岛市科技局项目城市污染源远程监控系统的实际需求,提出一种采用DM355达芬奇视频处理芯片和MPEG4图像压缩格式,开发成本相对较低的嵌入式视频监控系统的解决方案。本文从嵌入式网络视频监控系统的发展现状入手,详细介绍了嵌入式视频监控系统技术基础和核心技术,对现阶段采用的嵌入式网络监控系统设计方案进行比较分析。在硬件电路设计中,大量采用了性能较好的去耦和旁路电容来加强系统的稳定性,并为了调试方便设计了JTAG接口。软件设计中选取嵌入式操作系统Monta Vista Linux,并对其内核进行裁剪编译,使它和硬件系统更好的结合,最终成功移植到DM355硬件平台。为了提高CPU的利用率,采用了多线程技术,并且设计了按同一顺序访问对象的方法以防止死锁发生。同时采用Log4plus的日志记录机制,提高了代码的开发和调试效率。在视频采集和网络传输过程中通过共享内存的技术保证了视频传输的稳定性和流畅性,并采用自适应算法实时调整媒体速率,解决了流媒体速率收敛问题。最后经过合理测试并根据测试结果得出本系统的软硬件设计都达到了预期要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外视频监控系统发展动态
• 1.3 本文主要研究内容
• 3 嵌入式视频监控系统设计分析
• 3.1 嵌入式系统简介
• 3.2 嵌入式网络视频监控系统概述
• 3.2.1 嵌入式视频监控系统应用场景
• 3.2.2 嵌入式视频监控系统需求分析
• 3.3 嵌入式视频监控系统硬件设计方案分析
• 3.3.1 典型嵌入式视频监控系统硬件设计方案分析
• 3.3.2 嵌入式视频监控系统硬件总体方案设计
• 3.4 嵌入式视频监控系统软件方案设计
• 3.4.1 嵌入式视频监控系统软件总体方案设计
• 3.5 本章小结
• 4 嵌入式视频监控系统硬件设计
• 4.1 硬件总体框图
• 4.2 部分功能模块介绍
• 4.2.1 TMS320DM355 处理器
• 4.2.2 电源管理模块
• 4.2.3 NAND/SRAM flash 模块
• 4.2.4 底层板 JTAG 调试模块
• 4.2.5 底层板模拟视频输入/输出模块
• 4.2.6 底层板音频处理模块
• 4.3 本章小结
• 5 嵌入式视频监控系统软件平台
• 5.1 烧写NAND FLASH
• 5.2 烧写UBOOT
• 5.3 烧写LINUX 内核
• 5.4 编译新的LINUX 内核
• 5.5 编译UBOOT
• 5.6 操作系统
• 5.6.1 操作系统介绍
• 5.6.2 选取操作系统
• 5.7 本章小结
• 6 嵌入式视频监控系统应用程序开发
• 6.1 应用程序开发
• 6.1.1 主线程
• 6.1.2 控制线程
• 6.1.3 视频压缩采集
• 6.1.4 网络应用线程组
• 6.1.5 SIP 事件处理线程
• 6.1.5 SIP 注册线程
• 6.1.6 RTP 相关线程
• 6.2 本章小结
• 7 嵌入式视频监控系统关键技术研究
• 7.1 基于UDP/RTP/IP 的媒体网络传输
• 7.1.1 码率收敛问题的提出和解决
• 7.1.2 自适应算法和最优滤波理论
• 7.1.3 速率控制策略分析
• 7.1.4 系统采取的方案
• 7.2 视频和音频线程研究分析
• 7.2.1 线程间的交互分析
• 7.2.2 内存管理
• 7.2.3 缓冲区设置
• 7.3 本章小结
• 8 系统测试及性能评价
• 8.1 系统调试
• 8.2 性能数据分析
• 8.3 本章小结
• 9 总结
• 9.1 本文完成的任务
• 9.2 今后的研究方向
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录