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基于ARM的无线视频监控系统的解决方案

? 2014年01月07日 17:00 ? 次阅读

  随着嵌入式技术以及无线通信技术的发展,无线视频监控领域进入了一个崭新的发展时期。基于嵌入式技术的视频监控技术是一种先进技术,为视频监控设备的设计开发提供了一种全新解决方案。

  目前,采用无线网络技术的视频监控系统依靠其更低廉的价格、更加灵活的部署方式得到广大视频监控用户的青睐,逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。在此结合嵌入式技术和无线视频监控技术,本文提出了一种基于嵌入式ARM技术的无线智能视频监控系统的解决方案。

  0 引言

  随着通信技术、计算机技术、数字视频技术、网络技术等高科技的发展,视频监控领域也快速进步。近年嵌入式计算机技术和网络技术的开发推动了视频监控的再次进步,出现了基于嵌入式技术的无线网络视频监控系统。无线网络视频监控系统采用多任务嵌入式操作系统,利用嵌入式芯片完成视频的压缩传输及处理,该芯片具有强大的数字处理功能,芯片处理后可将视频直接连入网络。利用这种方式,使用者可通过网络查看摄像机所采集的图像从而进行实时的远程视频监控。

  与其他监控系统相比,利用嵌入式技术的无线视频监控系统易安装、体积小,可以实现无人值守。这种系统成本低,稳定度高,具有实时特点,操作和维护便利。嵌入式无线视频监控系统综合了无线通信技术与嵌入式技术,从以往的监控系统发展而来,该系统节省了大量的网络布线费用,采用嵌入式技术的无线视频监控系统小巧灵活,对于各种特殊场合需求的视频监控能够满足应用要求。本文提出一种基于嵌入式技术的无线视频监控系统解决方案。利用该方案设计的无线视频监控系统稳定性高、可靠性高,视频信号处理能力强,容易安装布置并且价格低廉。

  1 系统总体结构设计

  嵌入式视频监控系统总体的结构设计如下,主要有两部分:一是采用嵌入式ARM芯片的视频监控端;二是计算机视频接收端。采用嵌入式ARM芯片的视频监控端在该系统中主要负责视频图像的处理工作,包括图像采集,压缩,图像运动目标检测,视频数据的传输等。

  计算机视频接收端在该系统中主要负责在计算机系统中接收和保存图像。

  本文给出了基于嵌入式ARM技术的无线智能视频监控系统总体设计方案,方案包含系统的硬件设计框架和软件设计流程,视频监控端程序通过在Linux系统下使用C语言编程来实现,计算机视频接收端程序直接采用Windows 系统下的C 语言编程来实现。本设计中无线智能视频监控系统利用C/S模式,基于TCP/IP协议来实现视频图像传输。ARM视频监控端的主要工作是等待PC视频接收端的连接请求,进行连续的视频图像采集。计算机视频接收端的主要工作是对视频进行播放和存储,向视频监控端发送连接请求,接收、显示视频。

  该系统的硬件框架如图1所示。

  无线视频监控系统硬件框图

  系统的软件框架如图2所示。

  无线视频监控系统软件框图

  2 嵌入式Linux 系统构建

  无线智能视频监控系统的视频监控端采用三星公司基于ARM 体系结构的芯片S3C2440 作为处理器,在使用该处理器的硬件系统上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序的开发平台。嵌入式Linux系统的构建过程主要是建立嵌入式交叉编译环境,首先安装虚拟机,在虚拟机上安装Linux 操作系统,安装交叉编译工具,内核编译移植,建立NFS网络文件服务器,USB设备驱动加载,完成USB设备驱动的修改及移植。嵌入式Linux系统的软件体系结构如图3所示。

  嵌入式Linux系统软件体系结构

  3 ARM视频监控端程序实现

  ARM 的视频监控端程序采用套接字Socket 编程,Socket是独立于具体协议的网络编程接口,在TCP/IP模型中,主要位于传输层和应用层之间。它支持TCP/IP协议,是网络通信的基本操作单元,有连接通信的Sock-et编程如图4所示。

  有连接通信的Socket编程

  套接字可以作为主机通信的终结点,它是Socket应用程序用来在网络上发送或接收数据包的对象,它可用作网络间的编程界面。视频监控端程序采用流式套接字接口编程实现,提供没有记录边界的字节流,字节流能够以正确的顺序无重复地被送达,并且提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务。视频监控程序主要实现图像的采集检测传输等功能。视频监控端程序流程图如图5所示。

  视频监控端程序流程图

  图像视频监控端程序通过Linux Socket设计实现,从而实现了视频监控端的图像传输处理等功能。

  4 计算机视频接收端应用程序实现

  视频监控采用servfox流媒体服务器来作监控服务器,servfox运行在ARM终端上采集摄像头数据,然后在计算机上使用视频播放软件显示图像。接收端应用程序为Windows程序,主要是针对ARM-LINUX 下的视频捕捉软件Servfox而写的。视频捕捉软件通过USB采集JPEG 图像,通过一个USB 无线网卡进行视频图像的传输,采用JPEG格式的视频传输过程,意味着传输的是一个连续帧的JPEG图像。计算机视频软件接收端的功能是接收视频监控端所发的图片并在图片在窗口显示的同时录像。程序用C 语言编写软件代码,用XML 来存储USB采集的视频信息。计算机视频接收端应用程序实现了视频播放的控制,包括视频的开始、停止和暂停,实现了摄像头的控制,包括摄像头的添加、更新和删除,还能够对进入到监控范围的移动物体进行视频监控和视频录制。视频接收端程序流程图如图6所示。

  视频接收端程序流程图

  5 系统运行

  本系统运行过程通过超级终端连接计算机和开发板,利用串口传输数据,通过超级终端可以监控目标板信息,也可以向目标板传输命令,控制目标板操作。

  运行过程是先启动嵌入式目标板ARM 视频监控端,如果目标板上连接有USB摄像头,连接有无线网卡,则系统首先运行嵌入式操作系统,通过驱动加载命令insmod将摄像头和网卡的驱动加载进 Linux内核,摄像头驱动成功后,运行视频采集的视频监控端程序servfox,视频采集就能够正常运行。然后运行计算机视频接收端应用程序,运行录像播放软件,从而整个视频监控系统得以正常运行。

  6 结语

  本文给出了一种基于嵌入式ARM技术的无线视频监控系统的解决方案。建立了嵌入式系统开发的交叉编译环境,进行了操作系统移植,编译并通过了嵌入式操作系统下无线网卡和USB摄像头的驱动程序,利用模块化程序设计方法,设计了基于ARM 技术的无线视频监控端软件和计算机视频接收端软件,并对系统的运行进行了测试,结果表明,该方案中的整个视频监控系统得以正常运行,从而实现了视频的监控。(作者:韩伟,裴春梅,王艳秋,杨秀清)

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首先来看一下Xen的应用场景,然后我们朝着Zynq上进行延伸。风河刚刚发布了一篇博客,主要是描述在A...

发表于 2018-02-03 16:56 ? 1076次阅读
ARM平台上运行Xen 可同时管理linux和V...

ARM S3C4510B系统的异常中断机制解析

本文介绍A了RM S3C4510B系统 的 异常中断 机制,包括异常中断的分类,响应与返回;中断处理...

发表于 2018-02-03 05:32 ? 221次阅读
ARM S3C4510B系统的异常中断机制解析

基于ARM的数字调压控制系统的设计流程及实现方法...

随着电子信息技术和半导体技术的深入发展,嵌入式系统的应用日趋广泛,在控制领域之中更多的使用了高性能微...

发表于 2018-02-03 05:14 ? 130次阅读
基于ARM的数字调压控制系统的设计流程及实现方法...

基于μC/OSII和ARM7 中断机制的IRQ中...

在嵌入式处理器芯片中,以 ARM7 为核心的处理器是应用较多的一种。它具有多种工作模式,并且支持两种...

发表于 2018-02-03 05:11 ? 187次阅读
基于μC/OSII和ARM7 中断机制的IRQ中...

基于32位ARM STM32F103C8T6和传...

本文设计了一个以32位 ARM 微处理器STM32F103C8T6为控制核心,外加振动传感器和热释红...

发表于 2018-02-03 03:53 ? 383次阅读
基于32位ARM STM32F103C8T6和传...

基于ARM处理器的高效异常处理解决方案

嵌入式系统要求对异常及中断处理器能快速响应。文中分析了ARM体系结构下 异常处理 特点,提出一种基于...

发表于 2018-02-03 03:38 ? 104次阅读
基于ARM处理器的高效异常处理解决方案

解析ARM语音识别系统

语音辨认单元担任辨认操作人员的操作口令;声强检测单元担任检测声强巨细并以此作为判别是哪台从设备操作人...

发表于 2018-02-02 20:30 ? 405次阅读
解析ARM语音识别系统

智能手机搭载 ARM 处理器优化性能

几乎所有智能手机都已经搭载了 ARM 处理器,性能提升达100倍。想想看,短短七年的时间,100 倍...

发表于 2018-02-01 01:39 ? 174次阅读
智能手机搭载 ARM 处理器优化性能

ARM Powered 助你换一种方式打开世界,...

在异度空间与外星人展开地球保卫战,或是身披铠甲骑着独角兽穿梭在奇幻森林,亦或是步履蹒跚在雪山荒野间绝...

发表于 2018-02-01 01:22 ? 111次阅读
ARM Powered 助你换一种方式打开世界,...

智能驾培驾考终端的三个发展阶段介绍

国内车祸70%以上在于新手未经有效技能培训及理论学习,智能化驾考则从源头上消除人为因素对考试结果的影...

发表于 2018-02-01 01:11 ? 162次阅读
智能驾培驾考终端的三个发展阶段介绍

数据总线宽度:对齐的含义和怎样去对齐以及带来的效...

最近和同事谈到了ARM平台下数据总线宽度及对齐方式对程序效率的影响问题,在定义结构数据类型时,为了提...

发表于 2018-01-30 09:34 ? 1425次阅读
数据总线宽度:对齐的含义和怎样去对齐以及带来的效...

解析J-Link、J-Trace、Open JT...

J-Link、J-Trace、Open JTAG都是用来调试程序的(当然还有其他工具可以进行调试,比...

发表于 2018-01-30 09:29 ? 539次阅读
解析J-Link、J-Trace、Open JT...

ARM紧耦合内存简介及配置

TCM简介 TCM :TIghtly Coupled Memory的缩写。为了弥补Cache访问的不...

发表于 2018-01-26 12:15 ? 97次阅读
ARM紧耦合内存简介及配置

工业领域用ARM还是X86?看完全懂了

工业4.0快速发展,ARM处理器的应用也越来越广泛,是什么让ARM处理器在工业领域分掉X86的那杯羹...

发表于 2018-01-26 12:00 ? 443次阅读
工业领域用ARM还是X86?看完全懂了

基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

DS1307是I2C接口的8引脚实时时钟芯片,片内含有8个特殊功能寄存器和56bit的SRAM。它是...

发表于 2018-01-26 10:01 ? 214次阅读
基于ARM和DS1307的实时时钟系统设计

十大巨头们对边缘计算采取的布局解析

边缘计算通过数据分析处理赋予了物与物传感、交互的能力,来看英特尔、华为、中科创达等行业巨头如何布局。

发表于 2018-01-25 18:16 ? 1059次阅读
十大巨头们对边缘计算采取的布局解析

NPU的简介以及Kirin 970的NPU的性能...

去年,华为推出了业界首款集成NPU的移动芯片Kirin 970。作为新一代的旗舰,这个SoC上面的C...

发表于 2018-01-24 14:32 ? 1377次阅读
NPU的简介以及Kirin 970的NPU的性能...

解析C语言与ARM汇编与的相互调用以及与 C++...

全局变量只能通过地址间接调用,为了访问C++语言中全局变量,首先要通过extern伪指令引入全局变量...

发表于 2018-01-23 10:29 ? 874次阅读
解析C语言与ARM汇编与的相互调用以及与 C++...

介绍初次接触ARM开发应该从哪几方面来理清开发思...

由于涉及编程,学习ARM单片机系统对于从事电子电路的设计者来说是有些困难的,学习知识不难,难的是理清...

发表于 2018-01-21 10:20 ? 975次阅读
介绍初次接触ARM开发应该从哪几方面来理清开发思...

如何成为嵌入式高手的学习路线解析

了解linux系统;区分各种版本的Linux系统,以便于拓展 Linux视野。 1、Linux...

发表于 2018-01-19 11:01 ? 3166次阅读
如何成为嵌入式高手的学习路线解析

一文读懂人工智能产业链

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,是研究、开发用于模拟、延...

发表于 2018-01-19 08:56 ? 2621次阅读
一文读懂人工智能产业链

将TVM用于移动端常见的ARM GPU,提高移动...

随着深度学习不断取得进展,开发者们对在移动设备上的部署神经网络的需求也与日俱增。和我们之前在桌面级G...

发表于 2018-01-18 13:38 ? 1094次阅读
将TVM用于移动端常见的ARM GPU,提高移动...
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