嵌入式系统调研报告.doc

北京联合大学

嵌入式系统设计与应用

调研报告

学院：

专业：

课程：

班级：

姓名：

学号：

年月日

基于流媒体技术的网络化嵌入式视频监控系统

北京联合大学XXX

原作者：陈耀武,伍鹏,汪乐宇

(浙江大学仪器科学与工程学系,浙江杭州310027)

摘要:视频监控系统是日常生产生活中的重要辅助设备,提出并研究设计了基于流媒体技术的网络化嵌入式视频监控系统.以高性能嵌入式处理器、DSP处理器和嵌入式Linux操作系统为核心进行系统设计.系统通过DSP处理器进行视频信号的MPEG4数据压缩,在嵌入式处理器上采用流媒体技术通过网络传播实时视频流.详细论述了系统设计、硬件设计和软件设计,并给出了实际运行结果.

关键词:视频监控系统;流媒体;MPEG4;嵌入式系统

Streammediatechnologybasednetworkembeddedvideomonitoringsystem

CHENYao-wu,WUPeng,WANGLe-yu

Abstract:Thevideomonitoringsystemisanimportantassistantdeviceinourlife.Anetworkembeddedvideomonitoringsystembasedonthestreammediatechnologyispresentedanddeveloped.Thesystemisdesignedoftheembeddedprocessor,theDSPprocessorandembeddedLinuxoperatingsystem.ThevideocompressionpartofthesystemisbasedontheMPEG4

嵌入式Linux操作系统越来越多地成为嵌入式系统设计的主流.其具有任务调度、存储管理、消息队列、中断处理等现代操作系统特征;并且针对嵌入式系统进行了优化,具有体积小、固化容易、现场实时反应能力强、可靠性好等特点;而且操作系统本身包含TCP/IP协议栈,以及大量跟硬件相关的驱动程序.另外Linux操作系统上的开发资源十分丰富,为嵌入式软件开发人员提供了良好的开发平台.硬件驱动程序位于嵌入式Linux操作系统之中,是上层应用软件和下层嵌入式硬件之间的唯一桥梁.对于特定的嵌入式硬件就需要编写特定的驱动程序.在该系统中主要开发了高速SPI接口驱动程序模块,这样上层嵌入式流媒体服务器就可以通过SPI接口驱动来接受DSP压缩好的MPEG4视频数据.嵌入式流媒体服务器是系统嵌入式软件设计的核心部分.首先通过串口驱动程序来设置DSP的压缩过程并启动压缩,接着通过高速SPI驱动程序获得DSP压缩好的MPEG4数据,转换其为适于流式传输的数据后通过基于IP多播技术的实时传输协议RTP(realtimetransferprotocol)、实时传输控制协议RTCP(RTPcontrolprotocol)、会话描述协议SDP(sessiondescriptionprotocol)[4]等一系列标准的IP实时多媒体数据传输协议传送到网络上.

1.4嵌入式流媒体服务器软件详细设计

嵌入式流媒体服务器整个软件采用C++语言编写,图4是该软件的静态UML类图设计.

如图4所示,整个系统其实就是由CMediaFlow类所代表的视频媒体数据流.数据流由一系列节点串连而成.抽象类CMediaNode类抽象代表这些一系列的节点,每一个节点其实就是一个线程,而每个线程都有一个消息队列(CMsgQueue类),用来接受相应的消息(CMsg类)作出处理动作.具体来讲,CMediaSource类派生至CMediaNode类代表所有数据流源头的节点,也就是数据流的入口点.同样的,CMediaSink类也派生至CMediaNode类代表所有数据流的接受节点,可以用来表示数据流的出口点.CMediaFrame类代表这个数据流中真正的数据,它从数据源流向数据流的出口.CVideoSource类是派生至CMediaSource类,代表视频数据的入口点,它调用嵌入式Linux操作系统的SPI驱动来获得实时的视频数据.CRtpTransmitter类派生至CMediaSink类,代表