基于Linux嵌入式的视频监控系统的研究与实现

摘要

随着信息化技术的不断进步，视频监控系统在仓库安防等众多领域得到了应用。基于网络的嵌入式的视频监控系统以其体积小，稳定性好，功耗低，易扩展等优点，在该领域独树一帜。但繁杂的布线工作给网络视频监控系统的安装和维护等工作带来了极大的不便，于是基于移动无线网络的视频监控系统应运而生。 本文承接“移动互联网+”的理念，出于实用性与灵活性的考虑，提出了一种面向仓库安防等背景下的基于嵌入式和移动无线网络的实时多路视频监控系统，并配以人体红外感应信号采集，通过人体红外信号感应作为视频采集的智能自启开关，同时可以在监控端实现对各监控前端视频采集的反向控制和移动物体检测等的报警功能。在ARM平台移植H.264软编码以提高传输效率并对软件做相关优化以降低计算复杂度；通过UDP通信协议和RTP传输协议实现实时性和多路性；由VPN技术实现系统各采集前端与控制端间的网络互联。 首先构建ARM系统平台，并根据系统功能做Kernel的剪裁和Driver编译移植以实现对各模块的底层支持。在数据采集处理部分，由OV9650通过SDL库和V4L2实现视频图像采集，由HC-SR501实现人体红外感应信号的采集，并通过人体红外信号控制视频采集的自启动；为了降低流量损耗提高传输效率，在ARM平台移植x264视频压缩软件，就其高计算复杂度问题做了汇编、代码和帧内帧间预测算法上的优化，并做了对比测试。在网络传输部分，为了满足实时性和多路性，采用基于UDP的Socket通信协议和RTP实时传输协议完成数据传输；通过无线网卡USB接口在ARM平台工作模式的转换和PPP拨号程序的编译调试实现华为ET128-2网卡的拨号联网；针对系统各端处于不同内网的问题，系统利用VPN技术，通过LZO、OpenSSL、OpenVPN和ntp软件的编译移植连接VPN网络，实现系统各采集端与控制端间的网络互联，并对VPN网络做了响应性能测试。最后在PC端设计了基于Matlab和C混合编程的Matlab GUI监控端，实现对各前端视频采集的反向控制，利用帧间差分算法和邮件发送及短信提醒功能实现了移动物体检测和人体红外感应的报警功能。

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