基于IEEE802.11b网络的无线视频监控传输系统的研究

摘要

随着智能家居对视频监控的依赖越来越多和wifi摄像头的应用越来越广泛，无线视频监控在智能家居和安防方面应用的也越来越多。传统的视频监控在社会活动的各领域安防系统中的作用越来越大，而且视频监控已经是安防系统中的主要监控系统。随着互联网、无线局域网和数字通信技术的高速发展，无线视频监控技术也随之在各个领域应用的越来越多。选择IEEE802.11b无线网络作为视频监控系统无线传输协议，是因为其具有传输速率快、免费频道经济性好和容易部署等特点，已经成为无线传输技术领域中一个非常重要的组成部分。
　　基于IEEE802.11b无线网络的视频监控系统，采用IEEE802.11b无线网络作为其视频传输手段，相对于传统监控系统，具有传输速率快、部署方便、数据传输可靠、局部最优等优点，可以很好的应用于智能家居、安防等不方便布线的场所。
　　本文就是基于这样一个应用场景，提出了一种以S3C2440A处理器作为硬件开发平台的无线视频传输系统的设计方案。S3C2440A是一款高性价比16/32位arm9系列采用哈佛体系结构的微处理器，因其具有体积小、低功耗、低成本、高性能的特点，成为目前开发设计无线视频监控系统的理想选择。
　　本文主要针对IEEE802.11b无线视频传输过程中的几个重要环节，研究了H.264视频压缩编码技术，流媒体视频传输技术，以及IEEE802.11b网络协议和以太网TCP/IP网络协议之间的数据包转换过程。在S3C2440A平台上移植了底层设备驱动，并且以此为基础，成功开发了基于嵌入式Linux系统的上层应用程序。实现了摄像头采集视频图像，通过IEEE802.11b无线网络协议传输视频数据到控制平台，然后压缩编码成H.264视频文件，再将数据转换成以太网TCP/IP协议数据，采用实时传输协议传送H.264视频到客户端，最终解码播放视频图像实现远程视频监控的完整过程。经过测试，系统运行良好，具有一定的实用价值。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状及存在的不足

1．3 论文结构安排

1．4 本章小结

第二章 无线视频监控传输系统相关技术分析

2．1 无线视频监控传输系统相关技术简介

2．2 H．264视频编解码技术介绍

2．2．1 H．264标准的主要特点

2．2．2 H．264标准的关键技术

2．2．3 H．264视频编解码实现

2．3 IEEE802．11b协议介绍

2．3．1 无线局域网络性能比较

2．3．2 IEEE802．11b物理层数据传输规范

2．3．3 IEEE802．11b协议性能指标

2．4 TCP／IP协议介绍

2．4．1 TCP／IP协议参考模型

2．4．2 TCP／IP协议通信过程

2．4．3 数据包的打包和解包过程

2．4．4 数据链路层协议

2．4．5 网络层协议

2．4．6 传输层协议

2．5 RTP／RTCP协议简介

2．5．1 RTP／RTCP协议的基本原理

2．5．2 RTP数据传输协议

2．5．3 RTP控制协议——RTCP

2．6 本章小结

第三章 无线视频监控传输系统的硬件结构设计

3．1 系统需求分析及硬件结构概述

3．1．1 无线视频监控系统需求分析

3．1．2 无线视频监控系统硬件结构概述

3．2 系统主控模块硬件设计

3．2．1 S3C2440A开发板硬件特性

3．2．2 S3C2440A微处理器

3．2．3 芯片内部结构及功能

3．3 视频采集模块硬件设计

3．4 wifi接收模块88W8686硬件设计

3．4．1 wifi技术及88W8686芯片介绍

3．4．2 88W8686与S3C2440A的硬件连接

3．5 视频压缩编码器硬件设计

3．6 以太网接口模块设计

3．7 电源管理系统和存储器硬件设计

3．7．1 电源管理系统设计

3．7．2 存储器硬件设计

3．8 本章小结

第四章 无线视频监控传输系统软件设计

4．1 软件实现基础

4．1．1 操作系统平台选型

4．1．2 BootLoader的选型

4．1．3 文件系统选型

4．2 内核移植

4．3 U-boot的移植与Yaffs2文件系统配置

4．3．1 U-boot的移植

4．3．2 Yaffs2文件系统的配置

4．4 采集模块驱动设计

4．5 wifi驱动设计

4．5．1 重要的数据结构体和对应接口参数

4．5．2 无线网卡设计的基本流程

4．6 IEEE802．11b数据包转换的软件实现

4．7 H．264视频编解码的软件设计流程

4．8 本章小结

第五章 系统测试

5．1 无线视频监控传输系统的测试原理介绍

5．2 测试过程和结果

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间的学术成果

声明

致谢