基于UP-NETARM2410-S嵌入式平台的视频监控系统
基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统研究
基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统研究一、概括随着科技的飞速发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
本文主要研究了基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统的设计、实现与应用。
该系统采用了先进的ARM处理器和Linux操作系统，结合了网络视频监控技术，实现了对实时视频信号的采集、处理、传输和存储等功能。
通过对系统的设计与实现，可以为用户提供一个高效、稳定、安全的视频监控解决方案，满足现代社会对安防监控的需求。
同时本研究还探讨了如何利用现有的软硬件资源，提高系统的性能和稳定性，以及如何将该系统应用于其他领域，拓展其应用范围。
1. 研究背景和意义随着科技的飞速发展，网络视频监控系统在各个领域得到了广泛的应用，如安防、交通、教育等。
特别是在近年来，随着物联网技术的不断成熟，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。
然而传统的嵌入式网络视频监控系统存在一定的局限性，如实时性差、稳定性低、扩展性不足等问题。
因此研究一种基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统具有重要的理论和实际意义。
首先基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以提高系统的实时性和稳定性。
ARM处理器具有低功耗、高性能的特点，而Linux 操作系统具有良好的稳定性和可扩展性。
将这两者结合起来，可以有效地解决传统嵌入式网络视频监控系统中实时性和稳定性方面的问题，为用户提供更加稳定、可靠的监控服务。
其次基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统具有较强的扩展性。
随着视频监控技术的发展，监控场景和需求也在不断变化。
传统的嵌入式网络视频监控系统往往难以满足这些变化的需求。
而基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以通过模块化设计和软件定义无线电技术，实现系统的灵活扩展，以适应不同场景和需求的应用。
此外基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以降低系统的成本。
随着芯片工艺的进步和开源软件的发展，ARM处理器和Linux 操作系统的价格逐渐降低。
基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现
基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现摘要随着科技的快速发展，嵌入式网络视频监控系统在安防领域起到了重要作用。
本文基于ARM嵌入式技术，设计并实现了一个高效可靠的嵌入式网络视频监控系统。
文中介绍了系统的整体结构和设计原理，详细阐述了系统中各个模块的功能和实现方法。
通过实验验证，系统能够实时监控指定区域的视频画面，并将数据通过网络传输到远程监控端，实现实时监控和录像回放的功能。
1. 引言随着社会的发展和技术的进步，网络视频监控系统在安防领域起到了不可替代的作用。
传统的监控系统往往需要大量的人力物力，无法满足现代化城市的需要。
而嵌入式网络视频监控系统则具有体积小、功耗低、可靠性高等优势，成为了现代化城市安防的重要组成部分。
本文基于ARM嵌入式技术，设计并实现了一个高效可靠的嵌入式网络视频监控系统。
2. 系统设计2.1 系统结构本系统由嵌入式设备、网络通信模块和远程监控端三部分组成。
嵌入式设备负责采集、压缩和传输视频数据；网络通信模块负责将视频数据通过网络传输到远程监控端；远程监控端负责接收和显示视频数据。
2.2 嵌入式设备嵌入式设备采用ARM架构的处理器，具有高性能和低功耗的特点。
该设备通过摄像头采集视频数据，经过压缩处理后，通过网络接口将数据传输到网络通信模块。
2.3 网络通信模块网络通信模块采用以太网接口，实现视频数据的传输功能。
该模块接收来自嵌入式设备的视频数据，通过网络协议进行打包和传输，将数据发送到远程监控端。
2.4 远程监控端远程监控端接收网络通信模块传输过来的视频数据，并进行解码和显示。
用户可以通过远程监控端实时观察被监控区域的情况，并对视频数据进行录像回放等操作。
3. 系统实现3.1 嵌入式设备实现在嵌入式设备中，我们选择了ARM Cortex-A系列处理器作为主控芯片，该系列处理器结构紧凑，功耗低，计算性能强。
我们通过摄像头采集视频数据，并通过硬件加速器进行视频数据的压缩处理。
基于ARM的嵌入式智能视频监控系统设计
&Informationcommunications信息通信摘 要：提出了一种基于ARM 系列微处理器S3C2410的智能视频监控系统。
介绍了此系统的软、硬件构成、流程设计及目标检测算法。
该系统能有效降低存储的视频信息的冗余性、减轻监控人员的工作负荷，监控效果良好。
关键词： ARM 、目标检测、视频监控中图分类号: TP316 文献标识码: B 文章编号：1673-1131(2010)01-036-03 一、引言计算机技术的广泛应用和数字图像技术的发展, 数字视频检测和监控系统已经被应用于交通监控、银行系统和流水线产品检测等很多方面。
传统的检测和监控是由人在主控室来操纵各路摄像机, 或者是摄像机连续不断地工作, 将拍摄到的图像视频信号存储起来供以后分析使用。
这样就出现以下问题：人是控制主体, 人眼视觉对视频的检测是有限的且不间断的、长期的观察对人视觉损伤大；视频冗余信息量大, 浪费了大量存储空间, 检索困难[1]。
本文提出采用嵌入式处理系统作为视频采集前端，先基于ARM 的嵌入式智能视频监控系统设计辛朝焕1-2 张仁杰/上海理工大学光电学院（上海·200093）Design and Implementation of Embedded Intelligent SurveillanceSystem Based on ARMXin Chaohuan 1-2 Zhang RenjieOptical and Electronic Information Engineering College of University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai China 200093Abstract: The intelligent surveillance system is proposed based on the microprocessor S3C2410 of ARM series. And then, the software and hardware con fi gurations, design of fl ow and algorithms of target detection are introduced. The system can effectively reduce the redundancy of video information stored and the workload of monitoring staff, and show good surveillance effects.Keywords: ARM Target Detection Video Surveillance对采集的图像进行预处理，并检测图像中是否包含了目标的信息。
基于ARM的嵌入式视频监控系统设计
基于ARM的嵌入式视频监控系统设计林国政;沈小林【摘要】本文设计的嵌入式系统主要由视频采集、视频信号处理、存储以及控制传输等功能组成.从视频监控硬件系统设计角度来看,经过多种研究方法的分析与比较选用了ARM系列芯片LPC2210作为主处理芯片,其具有丰富的外围设计以及灵活的存储配置并控制集成有视频解码、TCON、OSD、背光控制,水平/垂直缩放功能的T118B的视频处理芯片、可视化的OSD菜单.本电路设计使系统具有智能化、体积小、低功耗操作简便等特点,从而代替基于PC的视频监控平台,实现控制摄像头的云台旋转并可直接调节OSD菜单画面进行手动控制,这些特点已成为视频监控领域中的重要环节.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P55-59)【关键词】LPC2210;视频监控系统;屏幕显示;OSD菜单【作者】林国政;沈小林【作者单位】中北大学,山西省太原,030051;中北大学,山西省太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言视频监控系统是将视频采集、处理、存储、传输以及显示图像结合在一起，并逐渐走向微型化商业产品行列，已经成为安全防护措施中的重要组成部分，防范能力达到了较高的水平。
本文采用嵌入式系统代替PC系统，实现智能化控制；通过摄像头CCD采集后输出模拟信号，经过视频放大与带限滤波通过A/D采样量化转换为特定的数字图像信号，由于摄像头搜索视频范围受限，因此借助工程调试器控制摄像头云台的旋转可以随时收集到其它地方的状况，只要将视频输入插头直接与摄像头连接就可以通过控制仪的TFT-LCD显示出来，屏幕显示所有功能只需按屏幕调节菜单的按钮便可轻松实现；使用Flash 作为存储器，在下电的情况下，通过USB接口与PC相连把采集到的图片信息读取出来。
此测试仪带有2.5英寸LCD 屏幕，图型发生器，发送彩色图案；OSD菜单设置，操作简单易用；支持RS485接口，可以充电并且省电。
基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现
基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现基于ARM的嵌入式网络视频监控系统设计与实现摘要：随着物联网的快速发展，网络视频监控系统在各种场景下得到广泛应用。
本文以ARM为基础架构，设计并实现了一种嵌入式网络视频监控系统。
该系统结合了ARM处理器的低功耗和高性能特点，利用网络通信技术实现了分布式视频监控。
通过对该系统的实验测试，验证了其可行性和稳定性。
1. 引言随着技术的不断进步，视频监控系统在安防领域得到广泛应用。
传统的视频监控系统主要依赖于有线连接，并且需要通过专用的监控中心进行管理和监控。
而基于嵌入式ARM处理器的网络视频监控系统具有小巧灵活、低功耗、高性能等特点，成为当前研究的热点之一。
2. 系统设计基于ARM的嵌入式网络视频监控系统主要由以下几个模块组成：摄像头模块、处理模块、网络通信模块和监控终端。
2.1 摄像头模块摄像头模块负责采集场景中的视频图像，并将其转换为数字信号，供处理模块处理。
为了提高监控系统的稳定性和可靠性，我们选用了高清晰度的摄像头。
2.2 处理模块处理模块是整个监控系统的核心部分，主要通过ARM处理器对摄像头采集到的视频信号进行处理和压缩。
首先，对采集到的图像进行一些基本的预处理，例如图像增强、去噪等。
然后，利用图像编码技术对处理后的图像进行压缩，减小数据量，方便传输和存储。
2.3 网络通信模块网络通信模块主要负责传输处理后的视频数据。
我们选用了以太网通信技术，通过TCP/IP协议实现视频数据的可靠传输。
在设计过程中，我们根据实际需求选择合适的网络带宽和传输协议。
2.4 监控终端监控终端是用户通过手机、电脑等设备实时查看和管理视频监控系统的界面。
用户可以通过监控终端实时监控、回放录像、设置报警等功能。
3. 系统实现为了验证系统的可行性和稳定性，在设计过程中，我们选择了一些开源的嵌入式开发平台，如Raspberry Pi等。
在硬件实现方面，我们通过将摄像头模块与ARM处理模块、网络通信模块进行连接，完成了整个系统的搭建。
基于ARM的嵌入式视频监控系统的简要设计方案.
基于ARM 的嵌入式视频监控系统的简要设计方案一．系统的总体说明,其意义和目的;此视频监控系统是通过在某些地点安装摄像头等视频采集设备对现场进行拍摄监控，然后通过一定的传输网络将视频采集设备采集到的视频信号传送到指定的监控中心，视屏信号送往基于三星S3C2440芯片作为处理服务器，外接LCD屏做为显示端二．嵌入式监控系统的组成。
cmos摄像头图 1本嵌入式视频监控系统主要由mini2440、通信链路和多个监控站点(cmos摄像头组成。
通讯链路可以使内部使用已经铺设好的局域网线路, 连入企业内部网, 然后可以将其接入Internet, 以便将信号传输给远端分控计算机或授权用户。
在实际工作中, 根据实际情况, 在需要的地方安装相应的前端监控设备(彩色或黑白摄像机、固定或活动云台、定焦或变焦和相应的软件系统。
三．视频监控系统的硬件实现。
图1 中的每个监控站点主要由摄像头、网络视频服务器组成, 可配置可变镜头、麦克风、扬声器等外设, 如图2所示。
其中网络视频服务器以嵌入式微处理芯片S3C2240为核心, 由视频采集编码模块、网络功能模块、实时时钟模块、摄像头云台控制模块等组成。
LCD接口LCD显示屏CMOS摄像头3.1 嵌入式微处理器嵌入式微处理器是硬件部分的核心, CPU 处理器- Samsung S3C2440A，主频400MHz，最高533Mhz SDRAM 内存，在板64M SDRAM，32bit 数据总线3.2 视频采集压缩模块设计视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。
视频数采集芯片选用Omnivition 公司的彩色数字图像传感器OV7620, 负责采集摄像头发送来的模拟视频数据并进行模数转换, 然后将处理后的数字化视频YUV 数据存入数据缓冲器1。
该芯片支持VGA /QVGA 两种格式的图像, 最高像素达326688, 帧速率可达30fps, 数据格式包括YCrCb 4:2:2, GRB 4:2:2, RGB Raw Data 三种, 可调节图像的亮度、对比度、饱和度等,支持CCIR601, CCIR656, ZV port 等数字视频接口, 在功能及图像品质上达到要求。
视频监控在嵌入式ARM中设计与实现
视频监控在嵌入式ARM中设计与实现随着科技的发展，视频监控技术在各个领域的应用越来越广泛。
嵌入式ARM系统作为一种高性能、低功耗的计算平台，被广泛应用于智能家居、智能交通、工业自动化等领域。
本文将讨论视频监控在嵌入式ARM中的设计与实现。
首先，视频监控系统的设计需要考虑到嵌入式ARM系统的硬件资源限制。
由于嵌入式ARM系统的资源有限，需要在保证系统性能的前提下，合理利用有限的处理能力和存储空间。
设计者需要根据具体应用场景的需求，选择合适的视频编码算法和压缩技术，以减小视频数据的存储和传输负载。
同时，还可以采用硬件加速技术，如硬件视频解码器和硬件压缩引擎，提高系统的实时性能。
其次，视频监控系统的实现需要考虑到嵌入式ARM系统的软件开发环境。
嵌入式ARM系统通常使用嵌入式操作系统，如Linux、Android等。
设计者需要根据具体的操作系统选择合适的视频监控应用程序框架，如GStreamer、FFmpeg等。
通过这些应用程序框架，可以方便地实现视频采集、编码、传输和显示等功能。
同时，还可以借助开源社区提供的丰富的视频处理算法和工具库，加快系统的开发进度。
另外，视频监控系统的设计与实现需要考虑到嵌入式ARM 系统的网络通信能力。
随着互联网的普及，视频监控系统需要支持远程访问和控制。
设计者可以利用嵌入式ARM系统的网络接口，通过TCP/IP协议栈实现视频的实时传输。
同时，还可以采用流媒体协议，如RTSP、RTP/RTCP等，以提高视频传输的实时性和稳定性。
最后，视频监控系统的设计与实现需要考虑到嵌入式ARM 系统的安全性。
视频监控系统通常涉及到用户隐私和安全问题，需要加密传输和存储视频数据。
设计者可以利用嵌入式ARM系统的硬件加密引擎，实现视频数据的加密和解密操作。
同时，还可以采用安全通信协议，如HTTPS、TLS/SSL等，确保视频数据的安全传输。
综上所述，视频监控在嵌入式ARM中的设计与实现需要考虑到硬件资源限制、软件开发环境、网络通信能力和安全性等方面。
基于ARM的嵌入式无线视频监控系统.
基于ARM的嵌入式无线视频监控系统国内外市场上主要推出的是数字控制的模拟和数字视频监控两类产品[1]。
前者的技术发展已经非常成熟，产品性能稳定，在实际工程中得到了广泛应用。
后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩技术为核心的新型视频监控系统，该系统在解决模拟视频监控系统的部分弊端的基础上迅速崛起。
在互联网的普遍推广和网络带宽逐渐提高的背景下，视频监控技术飞速发展，出现了集多媒体技术、网络通信技术、技术于一体的嵌入式网络视频监控系统国内外市场上主要推出的是数字控制的模拟和数字视频监控两类产品[1]。
前者的技术发展已经非常成熟，产品性能稳定，在实际工程中得到了广泛应用。
后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩技术为核心的新型视频监控系统，该系统在解决模拟视频监控系统的部分弊端的基础上迅速崛起。
在互联网的普遍推广和网络带宽逐渐提高的背景下，视频监控技术飞速发展，出现了集多媒体技术、网络通信技术、技术于一体的嵌入式网络视频监控系统。
目前国内嵌入式视频监控系统的研究有了很大的发展，但是国内对嵌入式无线视频监控系统的研究还比较少。
本文介绍了自主开发的基于的嵌入式无线视频采集系统设计方案。
该方案采用S3C2410嵌入式处理器和ARMLinux操作系统，利用通过自行开发的视频服务器软件，通过3G无线上网卡完成客户端与视频服务器的通信。
介绍了系统的硬件结构、服务器端软件的总体结构、驱动程序的构建、图像的采集和压缩以及传输模块的设计，并进行了测试。
实验结果表明，系统采用H.264编码技术在保证视频传输质量的同时具有良好的带宽适应能力。
1 系统总体结构本系统由监控现场摄像头、嵌入式视频服务器、客户端三部分组成。
监控现场的摄像头实现图像的采集，并把采集的图像信息通过内部总线传送给嵌入式视频服务器。
嵌入式远程视频监控系统是一个基于S3C2410处理器、H.264压缩、Web服务器和Linux操作系统的嵌入式系统，它的主要功能是对摄像头采集到的图像进行H.264压缩编码，并对编码后的图像通过3G无线网络进行传输。
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校代码： 10385 密级：硕士学位论文基于UP-NETARM2410-S嵌入式平台的视频监控系统作者姓名：XXX指导教师姓名：XXX 职称：教授学科、专业: 计算机应用技术研究方向：嵌入式技术论文提交日期：2010年4月论文答辩日期：2010年5月华侨大学学位评定委员会校址：福建省泉州市摘要随着计算机网络与嵌入式Internet技术的飞越发展，视频监控系统网络化的趋势越来越明显，它将改变现有的视频监控系统体系结构，逐渐向体积小、功耗小、稳定性高、扩展方便、IP监控等特点发展。
在此背景下，本文提出一种基于S3C2410 ARM920T微处理器体系结构，并结合现在的最新的新一代视频编码技术H.264和实时RTP/RTCP传输协议的嵌入式Web视频监控方案。
整个系统采用了B/S架构，客户可以方便的使用浏览器进行监控。
本文总体框架设计分为硬件设计与软件设计，硬件主要是采用了博创UP-NETARM2410-S实验仪器，首先通过USB接口采集ZC30X摄像头视频数据，再经过ARM处理器压缩和封装，最后通过AX88796网卡转送到Internet或局域网上。
软件设计主要采用B/S模式，将UP-NETARM2410-S和扩展资源ZC30X作为服务器端，主要实现功能是利用V4L2技术对USB摄像头进行数据采集，并将数据送入H.264视频编码模块完成数据压缩，压缩后的数据经过视频服务器RTP封装打包，最后通过嵌入式Web服务器与远程视频监控客户端进行交互。
本文重点阐述了H.264视频编码技术的嵌入式应用与移植、嵌入式Boa服务器的原理与移植、流媒体服务器的设计与实现、以及CGI程序设计等。
其中编码部分是采用开源的X264，并对X264进行针对ARM的程序优化和移植。
流媒体服务器主要采用RTP/RTCP实时传输协议，选择性能良好的JRTPLIB库来实现实时传输功能，并设计了一种平均分割的算法对H.264的NAL单元打包封装。
对CGI的程序设计，详细分析了CGI的开发原理，主要实现身份认证、客户请求分析和视频服务器请求等功能。
远程视频数据接收模块主要采用ActiveX技术来实现视频数据的接收、RTP报文解封装、发送RTCP反馈信息、H.264视频解码和Web浏览器的显示等。
实验结果表明该系统实时性良好，浏览器能够实时的监控到现场的视频。
论文最后对系统进行总结和后续工作的展望。
关键词：H.264；嵌入式Boa服务器；RTP/RTCP；Linux内核视频驱动V4L2；通用网关接口CGIABSTRACTWith the development of the computer networks and embedded Internet technology, Trend of Networked Video Monitoring System became increasingly evident that it would change the existing video monitor system architecture, and gradually to the small size, power consumption, high stability, expansion of convenience, IP monitoring and other characteristics. In this context, this paper presents a embedded Web video monitor proposal base on S3C2410 ARM920T microprocessor architecture, combined with today's latest generation H.264 video encoding technology, and real-time RTP/RTCP transport protocol. The entire system using B/S architecture, then clients can easily use the browser to monitor.The overall framework of design of this paper is divided into hardware design and software design. The hardware is mainly used Borch UP-NETARM2410-S experimental apparatus. First, through the USB interface, video data acquisition from ZC30X camera, and then through the ARM processor compression and packaging. Final adoption of AX88796 transferred to the Internet or LAN. Software design mainly uses B / S mode. The UP-NETARM2410-S and expansion of resources ZC30X as a server-side which main function is use of the V4L2 technology to capture the data from USB camera, and put it into H.264 video compression coding module and then put it RTP package through streaming media server. The final adoption of an embedded Web server and a remote video surveillance client interaction.This article focuses on the H.264 video coding technology for embedded applications and portable, the principle and transplantation of embedded Boa server, the streaming media server design and implementation, as well as the CGI program design. The coding is the use of open source coding part of the X264, then optimized and transplantation the program of X264 base on ARM.Streaming media server mainly uses RTP / RTCP Real-time Transport Protocol, select the good performance JRTPLIB libraries to achieve real-time transmission capabilities, and designed a average segmentation algorithm for the NAL unit of the H.264 packing. Of CGI programming, a detailed analysis of the development of principles of CGI, and the main achieve authentication, customer-requested analysis, video server requesting and so on. Remote video data receiving module mainly uses the ActiveX technology to achieve video data reception, RTP packet decapsulation, send RTCP feedback information, H.264 video decoding and Web browser displays. The experimental results show that the system has good real-time, and the browser can be monitored to the scene of the video in real-time. Finally, the paper summary the whole results of research and follow-up prospects.Keywords: H.264; Embedded Boa server; RTP/RTCP; Linux kernel video driver V4L2; CGI;目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第一章绪论 (1)1.1研究背景和课题意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3论文主要研究工作及组织结构 (4)第二章视频监控系统总体方案设计 (6)2.1 系统总体框架设计 (6)2.2 系统硬件选型 (7)2.3 系统软件设计 (9)2.4 小结 (11)第三章嵌入式操作系统与开发环境的构建 (12)3.1 嵌入式Linux操作系统 (12)3.1.1嵌入式Linux操作系统特点 (12)3.1.2嵌入式Linux操作的优点 (12)3.1.3嵌入Linux内核的选型 (13)3.2开发环境的建立 (13)3.3 BootLoader移植 (14)3.3.1 BootLoader概述 (14)3.3.2 BootLoader启动过程 (15)3.3.3 VIVI代码分析与移植 (16)3.4 Linux内核移植 (18)3.4.1 Linux内核启动过程分析 (18)3.4.2 Linux内核移植 (19)3.5 文件系统移植 (21)3.6网卡驱动移植 (22)3.7 USB驱动移植 (24)3.8 小结 (26)第四章USB摄像头视频采集与H.264编码实现 (27)4.1 Linux下的视频数据采集 (27)4.1.1 V4L2简介 (27)4.1.2 V4L2视频采集实现流程 (27)4.2 H.264视频编码模块 (32)4.2.1 H.264视频编码概述 (32)4.2.2 NAL单元 (34)4.2.3 H.264视频编码ARM移植 (35)4.3 小结 (37)第五章嵌入式Web服务器设计与实现 (38)5.1 嵌入式Web服务器选择 (38)5.2 Boa服务器移植 (39)5.3 流媒体服务器模块 (40)5.3.1 RTP/RTCP协议介绍 (40)5.3.2 H.264视频编码RTP打包 (42)5.3.3流媒体服务器设计与实现 (44)5.4 CGI程序设计 (46)5.4.1 CGI简介 (46)5.4.2 CGI程序工作原理 (46)5.4.3 CGI程序设计 (47)5.5 远程视频数据接收模块 (50)5.6系统测试 (51)5.7 小结 (52)第六章总结与展望 (53)参考文献 (55)攻读硕士学位期间论文发表情况 (57)致谢 (58)第一章绪论1.1研究背景和课题意义视频监控系统是安全防范系统的组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。