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1、分类号 密级华中农业大学楚天学院本科毕业论文基于ARM的WEB远程视频实时监控系统设计与实现Design and Implementation of WEB Remote Video Monitoring System based on ARM学生姓名：刘元程学生学号：102301048学生专业：计算机科学与技术 （计算机工程方向）指导教师：吴琼飞华中农业大学楚天学院二一四年六月华中农业大学楚天学院本科毕业论文（设计）目 录摘 要I关键词IAbstractIKey wordsI前言11 课题概述11.1 课题研究的意义与背景11.2 国内外研究现状21.3 远程视频监控的简述21.4 课题主要
2、研究的内容32 系统的分析设计与实现32.1 系统的流程图32.2 CGI工作流程42.3 数据库设计43 系统的硬件及软件的设计43.1 嵌入式系统的介绍43.2 硬件平台的介绍43.3 交叉编译环境的搭建43.4 BOA服务器的简介与搭建53.4.1 BOA服务器的移植53.4.2 BOA服务器的配置63.5 SQLite3数据库的简介与移植73.6 辅助开发工具84 系统测试85 系统结果分析与展望15参考文献16致 谢16附录18摘 要视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统，并以直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。嵌入式网络视频监控系统是一
3、种以嵌入式技术、视频编码技术和网络传输术为核心的新型视频监控系统，它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格扩展性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势，同时也代表着目前视频监控系统研究和发展的方向。本论文首先阐述了嵌入式网络视频监控系统的发展、现状以及整体构建，然后介绍了ARM处理器以及嵌入式Linux操作系统的发展状况，并对如何在ARM硬件平台上进行嵌入式Linux内核的裁剪、编译与移植，介绍了BootLoader的启动原理及运行过程。本文重点讨论了图像的采集、编码和网络通信的设计原理与实现，最后对系统进行了整体的测试，并提出进一步开发设想。关键词视频监控；嵌入式系统；网络通信；图像采
4、集；AbstractVideo monitoring is an important component of the security system, which is an integrated system with strong ability to prevent, and intuitive, accurate, timely and rich information content and is widely applied in many occasions. Embedded network video monitoring system is a new type of v
5、ideo monitoring system based on embedded technology, video coding technology and network transmission technique as the core, the stability, real-time, processing speed, functions, price expansion etc, compared to traditional video surveillance system has prominent advantages, but also represents the
6、 current research and the development direction of video surveillance system.This paper first describes the development of embedded network video monitoring system, as well as the status of the whole construction, then introduced the development status of the ARM processor and embedded Linux operati
7、ng system, and how to carry on the embedded Linux kernel on the ARM hardware platform in cutting, compiling and transplantation, introduces the principle and operation process of BootLoader promoter. This paper focuses on the design and implementation of principles of acquisition, coding and network
8、 communication of the image, finally has carried on the system overall test, and put forward the plan of further development.Key wordsVideo Monitoring; EmbeddedSystem; Network Communication; Image Capture;I前言随着现在经济的发展，自动化系统也在逐渐普及，自动化系统也开始进入工厂、企业甚至是家庭，很多工厂、企业都增加了各式各样的监控与控制系统，它们能做到每时每刻的反映设备是否运行正常，也为实现
9、工厂的自动化运行提供了很大的便利。不过很多企业及工厂仍然采用的是传统的监控模式，监控系统对现场的实时画面监控、参数设置都只能够在本地的操作室中进行操作，对于生产线上的管理者并不能实时的了解现场的生产状况。慢慢随着网络技术的快速发展与普及，信息传递与资源共享都成为了网络技术迅速发展的强大动力，而如今应用程序选用的体系结构首选也是WEB的B/S架构。因为现在软件平台开放的便利性也使得信息交互领域从工厂的现场各种设备到控制、管理的每个层次，覆盖从工厂、车间、工段、企业甚至是世界各地的市场，为了实现对系统控制的网络化和开放的体系创造了不可缺少的条件。对系统结构的控制也随着网络化的方向发展，并且控制体系
10、开放性的发展也将成为控制系统创新的主要路线。1 课题概述1.1 课题研究的意义与背景目前，各个企业中的信息网络已经较好的实现了开放性的策略，控制着网络体系结构也沿着开放性的方向发展，它们都将为控制网络的集成与信息网络提供了很大程度上的支持。采用集成技术也能方便的将企业中的控制网络层与内部的信息网络层集成起来用于实现信息的交互与数据共享，这些已经成为了现在控制系统集成的有利发展方向。随着Internet/Intranet对社会上各个领域的渗透发展，给我们提供了一个基于WEB的信息平台，所以人们也将自己的目光转向了对构建Internet的WEB技术。把控制系统和实时监控系统构筑在Internet上
11、，通过网络实现对工业化生产过程的远程实时监控、远程实验、远程设备的故障诊断、远程设备的调试，将实验数据、实时生产数据、实时的用户需求以及ERP系统结合起来，使得生产不单单是面向订单的生产，而是直接面向市场的电子制造，从而使得企业能够满足全球化经济的需求，基于ARM的WEB远程视频实时监控系统就是在这样的背景下被提出的。基于ARM的WEB远程视频实时监控技术在现在也成为了国内外的研究热点之一，其意义在于：(1)从企业的管理与生产角度来说，企业经营者与决策者可以实时的了解企业及工厂现场设备的运行情况，作为决策的重要参考依据，从而进一步的提高决策者对全局掌控的能力以及企业的管理质量。(2)从资源共享
12、的角度来说，将企业系统的监控建立在全球网Internet或者企业内部网Intranet上，统一使用B/S模式，做到真正的局域及远程信息的实时处理与监控，对数据的综合共享，进一步实现企业与企业之间和公司内部的统一的跨平台的数据访问及人机交互界面。(3)从企业使用的角度来说，因为B/S架构采用的是“瘦客户端”的模式，从而提高了系统的可拓展性，便与现场维护。同时，因为WEB技术使用了开放的网络传输协议HTTP与TCP/IP，对系统的复杂性进行了简化，方便了不同的系统互连。(4)从发展的前景来说，基于B/S架构的实时监控系统可以很方便的实现远距离的视频监控，从而也可以广泛用于各个行业中，如宇宙作业、微
13、细加工、危险作业等很多工业现场。在今天，网络遍布了全球，很多先进的网络技术也是日新月异，在工业远程监控中使用网络技术也成为了首选技术。这样可以增加企业的生产效率，提高企业的竞争力；还能够在远离现场的地方通过监控得到现场数据，对于需要第一时间获得数据的工程是非常重要的；也能对现场进行全方位、全天候的实时监控，能够及时发现设备的问题甚至可以做到提前预测设备会出现的问题，以确保企业的生产安全；实现了WEB监控技术同时也意味着各种异地资源能够通过网络信息交互的方式，实现资源的共享。总而言之，WEB视频监控为人们提供了一个更全面、更快捷、更高效、更安全的服务模式，也改变了以往传统监控模式。对于工业监控系
14、统中的实时性、分布式和系统可扩展性等方面的技术要求，基于WEB的组态系统都能满足，使得它不仅成为了一门计算机学科的重要门类，还是实现工业生产提高企业的经济效益、优质高产量、低功耗、自动化的重要技术手段。基于WEB的实时监控系统对于促进产业的信息化、实现工业的现代化、改造传统产业都有重要的意义。1.2 国内外研究现状现在的企业生产已经慢慢向分布式、国际化的生产方式靠拢，用户的需求也使得技术需要不断的进步。Internet/Intranet将成为实现分布式生产的基础。近年来，基于WEB的工业化信息监控也成为了研究热点，无论在研究上，还是应用上，都得到了很大的发展。它具有信息系统的广泛性与开放性，又
15、具有控制系统的可靠性与实时性，通过与现场SCADA的连接，企业内部的局域网WEB服务器也为用户提供现场历史及实时数据，实现了监控现场运行的目的。1993年，美国进行了机器人控制实验，实现了远程分布式控制，德州的四所大学与美国国家航空航天局(NASA)Johnson航天中心共同进行的。这项实验通过Internet在Johnson航天中心控制分别处于Texas大学Austin分校与Texas A&M 大学的机器人，并且在Rice大学和Arlington分校进行性能分析与监测。1994年，在美国的南加州大学完成了Mercury项目，这个项目可以让用户远程的通过WEB浏览器来操作一个机械手对文物进行挖掘。1996年，美国麻省North Andover公司首先使用了Internet与PLC相连，现在很多用户也从中获益。基于Internet，用户只要使用浏览器，便可以通信。虽然用浏览器能对控制对象的关闭和开启以及过程参数的设定，但是浏览器并不能用于控制设备，所以实际对设备的控制需要PC机或者PLC来实现完成。美国有一家公司叫太平洋科学仪器公司，使用的设备控制器系统综合了过程控制、监测、WEB服务器技术及传感器总线，这台设备是用于测量半
