基于ARM的远程监控系统设计论文.doc

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 课题名称 基于ARM远程监控系统 专 业 摘 要 随着工业技术的不断发展，以及人对安全防范意识的逐渐加强，视频监控 系统已经成为人们在生产、生活中必不可少的一个部分。特别是近年来，随着 计算机技术的发展、宽带的普及、图像处理技术的提高，视频监控在越来越广 泛地渗透到教育、娱乐、医疗、运动等各个领域。视频监测系统已经成为当今 可视化领域的一个新的开发热点。许多应用领域对于视频监控系统提出了更高 更新的要求，如何经济有效地实现特定环境所需的监控功能，给我们提出了新 的课题。 本文设计和实现了基于ARM9和Linux操作系统的嵌入式视频监控系统， 实现视频图像的采集、压缩和传输。文章结合嵌入式技术、图像压缩技术和网 络技术，设计了一种基于嵌入式的网络视频监控系统。 本文首先研究了视频监控系统的发展现状及今后发展趋势，详细分析了嵌 入式监控系统的基本原理和性能要求，提出了系统的设计的总体方案。在硬件 设计方面，系统采用三星公司的$3C2410A作为嵌入式处理器，配合外围硬件电 路构成嵌入式核心板。系统采用模块化设计方案，将硬件划分为三大模块：主 控器与储存器模块；电源时钟复位电路模块；外围接口电路模块。在论文中对 各个部分进行了详细的介绍。完成了核心板的硬件设计后，接下来介绍如何构 建嵌入式监控系统的软件平台，包括成功的移植Linux操作系统；嵌入式Linux 下USB接口摄像头驱动的接口和实现。最后在基于嵌入式Linux系统的平台 上完成应用程序的设计，完成视频图像的采集、压缩、传输，这部分主要完成 的工作有：如何使用Vide04Linux API库函数实现图像采集；如何实现视频的 软件压缩；如何保证视频流数据的实时传输。 本文实现了一种体积小、成本低廉、数字化的监控解决方案。该系统可满 足监控系统对数据传输可靠性和实时性的要求，具有广泛的应用价值。 1.绪论 当今社会是一个高速发展的社会，信息获取的方便快捷可以使我们领先一步并创造出巨大的利益，而我们或许信息的一个重要途径就是眼睛。在人的感官中有80%是来自是觉[1]。图像时客观事物的形象、生动的描绘，是直观而具体的信息表达方式，是人类重要的信息载体。随着科学技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控系统以其直观、方便和信息内容丰富的特点，日益受到人们的青睐，并在各行各业得到了广泛的应用。生活中有电梯监控，门禁，车库监控等等。电讯行业有基站监控，银行系统又柜员机监控，林业部门有火情监控，交通方面有违章监控和流量监控等。 1.1嵌入式系统简介 嵌入式系统(Embedded System)是计算机的一种应用形式，通常指嵌入在宿主设备中的微处理机系统。它所强调的是：隐藏计算机的常见形式，辅助寄 宿主设备，使宿主设备的功能智能化。据此，通常把嵌入式系统定义为一种以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可以剪裁，适用于系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统011。嵌入式系统有如下共同点： (1)功能专一：专门为某一特定应用系统而设计； (2)结构紧凑：嵌入式系统结构必须特别的紧凑，从而达到小体积，高性能， 低成本，低功耗； (3)智能灵活及实时性：要对不同的情况做出不同的反应，同时必须实时地 给出计算的结果并进行实时控制。 (1)硬件环境 硬件环境是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的硬件平台，不同的应用 通常有不同的硬件环境。在做嵌入式设计的时候要根据不同的性能需求设计不 同的底层硬件。 (2)嵌入式操作系统 嵌入式操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，保证系统的运行以 及各种操作的实现。它为应用程序提供了一个软件平台。嵌入式操作系统具有相对不变性。 (3)嵌入式应用程序 运用程序运行于操作系统之上，利用操作系统提供的机制完成特定功能的 嵌入式应用。不同的系统需要设计不同的嵌入式应用程序。 1.2 课题背景 课题来源于电梯网络视屏监控系统，电梯网络视频监控系统由位于控制柜中的服务器、客户端组成，实现一个具有视频采集压缩及传输功能的可以直接接入以太网的网络摄像机基本过程是：电梯发生故障时，维护人员在客户端上拨号接通服务器，由于服务器实时采集电梯内的视频图像，并通过以太网传送给客户端，维护人员可以通过监控客户端来实现电梯内的监控。 1.3 论文主要内容和结构安排 针对监控系统中的关键技术进行分析，本文将重要研究一下内容 （1）嵌入式操作系统的实现 在ARM微处理器上运行嵌入式操作系统，可以为上层软件的开发提供统一的接口，方便系统功能的进一步扩展升级。 （1）图像信号的采集与压缩