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1、华中科技大学 硕士学位论文 基于wifi的嵌入式视频监控系统设计 姓名：龚文冲 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：黄瑞光 2011-05-24 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘摘 要要 近年来，随着计算机技术、电子技术的发展以及人们安全防范意识的增强，视 频监控技术得到了飞速的发展。特别是多媒体处理技术、视频图像压缩技术和网络 通信技术的发展更是在技术上和应用上对视频监控技术的发展和应用产生了重大的 影响。网络技术和计算机技术的融合，使得视频监控技术进入了一个高速发展的数 字化和网络化时代。另外，由于嵌入式处理器具有功耗低、体积小、经济、稳定等 特点以及
2、近几年嵌入式技术的迅猛发展，视频监控技术也必将朝着嵌入式方向发展。 本文以嵌入式微处理器S3C6410为主要硬件开发平台，以嵌入式Linux操作系统 为软件开发平台， 通过移植使开发板上可以很好地运行嵌入式Linux操作系统。 然后， 本文运用摄像头视频采集技术、JPEG图像编码技术和TCP/IP协议数据传输技术，完 成了嵌入式流媒体服务器中的视频数据采集，编码和传输的功能。本文采用简单的 嵌入式Web服务器Boa来实现网页监控和浏览控制功能，通过wifi模块实现视频监控 终端与互联网的无线相连，并实现了B/S模式下的用户视频端显示。本文最终实现的 基于wifi的嵌入式视频监控系统，具有实时性
3、好，视频流畅，体积小，功耗低，便于 安装等性能。 关键词关键词： 开发平台 流媒体服务器 wifi 模块 Web 服务器 B/S 模式视频显示 II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract Recently, video monitoring technology has received a rapid development with the evolution of computer technology and electronic technology and peoples enhancement of a sense of security. Espec
4、ially, the growth of the multimedia processing technology, video image compression technology and the network communication technology makes an important influence on the development and application of the video monitoring technology in light of the technology and the utilization. The network techno
5、logy and the computer technology have been blended together, which make the video monitoring technology enter a fast developing of digital and network era. Moreover, it will move towards the embedded mode, which attributes to the characteristics of its low power consumption, small size, economy and
6、stableness and to the soaring expansion of the embedded technology. In this paper, the embedded microprocessor S3C6410 is set as a development platform for the major hardware, the embedded Linux operating system for the software. Then through the process of transplantation, the embedded Linux operat
7、ing system can also function well in the opening panel. Afterwards, the data collection of the video as well as the function of coding and transmission in the streaming media server can be completed through the use of video capture technology on the camera, the JPEG image coding technology and the T
8、CP/IP protocol data transmission technology. The thesis employs the simple embedded Web server to accomplish the monitoring and browsing control of the web, and through the wifi module, the wireless connection of the video monitoring terminal and the internet can be realized as well as the users vid
9、eo display in the B/S mode can be. In this paper, the embedded video monitoring system is finally build, which is characterized by good sense of reality, smoothness of video, small size, low power consumption and convenience of installment and so forth. Key words: development platform, streaming med
10、ia server, wifi module, Web server, video display in the B/S mode 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并
11、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪论绪论 1.1 课题的来源和意义课题的来源和意义 本课题来源于深圳市江波龙电子有限公司基于 wifi 技术应用的一个扩展项目。 课题要求在嵌入式开发平台下，完成远程视频监控系
12、统的设计。该系统能够通过 wifi 技术接入无线网络，能够完成视频流媒体服务功能，并能够完成 B/S 模式下视 频流的实时显示。 随着社会经济和科学技术的迅速发展，安全问题已经成为国际社会关注的焦 点。在现代智能化的生产过程中，安全问题频频发生，有的甚至严重威胁到企业员 工的生命，影响企业进一步的发展。因此，很多企业增加了对安全监控预算。另外， 人们在解决温饱问题后，对个人安全和社会公共安全也越来越重视。安防已经成为 社会迫切需要解决的问题，而且它已经延伸到了社会生活的各个领域。 在日常生产和生活中，我们周围充满了各种各样的信息，如声音，图像，味道， 感觉等等，但是在众多信息中，只有图像信息是
13、最真实，最直观的，所谓“百闻不 如一见”就是这个道理。而视频则是由一系列连续的静态图像组成的序列，它是对 客观事物形象、生动的描述，是一种更加直观，更加具体的信息表达形式。因此对 视频技术进行研究有助我们解决生活中的一些问题，例如通过视频可以直观地、清 晰地再现和观看到某件事的发生过程，对安防、交通监管以及病床监护都有很大的 帮助。另外随着计算机技术，视频处理技术和网络技术的发展，现在的视频监控技 术也迎来了新的发展革命。 在实际应用中，监控系统是不停机工作的，对视频信号的处理速度、稳定性和 可靠性有很高要求。传统的视频监控系统难以满足实时处理和稳定可靠的要求，新 一代的视频监控系统，即嵌入式
14、数字视频监控系统能很好的解决上述问题。这种系 统是一个处理器同软件捆绑较为紧密、功能专一的独立设备，性能更稳定，且便于 安装、维护，管理，降低了费用。 2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.2 视频监控的发展历程及现状视频监控的发展历程及现状 视频监控系统最基本的功能是能够对现场进行视频监控。从最简单的摄像机， 电视机开始，视频监控系统就开始发展。到目前为止，随着计算机技术，网络技术 和多媒体处理技术等的发展， 视频监控系统也在不断的发展， 大致经历了三个阶段， 即本地模拟监控系统、基于 PC 机的数字视频监控系统和基于 Web 服务器的远程视 频监控系统1。 （1）本地模拟
15、监控系统 20 世纪 90 年代初及以前，视频监控系统以模拟设备为主，称为本地模拟视频 监控系统。视频信号的采集，存储和传输都采用模拟设备，这种传统的视频监控系 统存在着很大的缺点：第一，视频信号的模拟存储，需要消耗很大的介质，而且信 号的还原性不够好，容易失真；第二，模拟信号传输的距离有限，不能实现长距离 的视频传输， 只能在本地进行视频监控， 这样就缩小了监控范围和系统的使用领域； 第三，由于采用有线的视频信号传输，系统布线麻烦，而且扩展不方便，当需要添 加设备时，需要花费很大的工程量。 （2）基于 PC 的数字视频监控系统 20 世纪 90 年代中期，随着计算机技术和视频处理技术的发展，
16、视频监控系统 采用数字处理技术，用一个 PC 机来控制多个摄像头进行多场合、多视角的视频监 控。它的信号采集、存储和传输都采用数字信号，主控采用 PC 机，具有功能较强、 能进行大容量视频信号存储以及便于现场操作等优点。但是它具有稳定性差，费用 高，安装和维护不方便等缺点，而且 PC 机还需要专职人员看守，所以这种监控系 统不理想2。 （3）基于 Web 服务器的远程视频监控系统 20 世纪 90 年代末特别是近年以来，随着计算机技术，网络技术和多媒体处理 技术的迅速发展以及网络带宽的提升，基于 Web 服务器的远程监控系统随之出现。 该系统采用嵌入式技术，将系统前端和一个 Web 服务器连接再一起，然后 Web 服 务器连接到 Internet 上，这样用户可以通过网络直接用浏览器观看 Web 服务器上的 3 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 图像信息并控制图像采集设备34。最新一代的数字视频监控系统具有明显的优点： 第一，采用了网络技术，使得传输距离可以达到很远，可以覆盖到任何具有 Inter
