基于嵌入式实时Linux的视频监控系统的设计与实现

摘要

视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性而被广泛应用于工业生产、交通、电信、电力、银行、智能办公大楼等场所。网络技术、嵌入式技术和视频技术的发展使得数字化视频数据的网络实时传输和控制成为可能。嵌入式网络视频监控系统就是一种以嵌入式技术、视频压缩编码技术和网络传输控制技术为核心的新型视频监控系统，它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的视频监控系统相比有着突出的优势，同时也代表着目前视频监控系统研究和发展的方向。 论文对这种新型视频监控系统的核心部分—嵌入式网络视频监控服务器的设计与实现做了全面而详细的研究和分析，设计并实现了一种以MPC8245微处理器和嵌入式实时Linux操作系统为核心的先进视频监控系统设备。 论文首先简要介绍了视频监控系统的发展历程、研究应用现状和研究发展方向以及相关技术。随后阐述了嵌入式网络视频监控服务器的原理，分析了以MPC8245微处理器为核心的视频监控服务器的硬件平台。详细分析了嵌入式Linux系统的设计与实现，其中涉及Bootloader、Linux内核和文件系统。详细讨论的Linux下PCI设备的驱动程序的设计与实现。然后结合Linux系统上的应用程序设计特点，设计并实现了基于Linux的嵌入式网络视频监控服务器的软件部分，实现了系统的基本功能。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章序论

1.1视频监控的发展与现状

1.1.1本地模拟视频监控

1.1.2基于PC的视频监控系统

1.1.3基于嵌入式技术的网络视频监控系统

1.2嵌入式系统及嵌入式Linux的发展现态

1.2.1嵌入式系统的特点与现状

1.2.2嵌入式Linux的特点与现状

1.3视频监控关键技术

1.3.1 MPEG编码

1.3.2 RTP/RTCP实时传送控制协议

1.4本课题研究内容及课题来源

1.4.1课题来源及主要负责工作

1.4.2课题提出及本文的章节组织

第二章硬件总体设计

2.1硬件总体框架

2.1.1系统组网结构

2.1.2视频服务器硬件架构

2.2 PrPMC824x模块

2.2.1 PrMPC824x模块概述

2.2.2 CPU最小系统

2.3音频视频处理模块

2.3.1 VW2010简介

2.3.2音视频压缩

2.3.3音视频解压缩

第三章嵌入式Linux系统

3.1 BootLoader设计与实现

3.1.1 U-Boot(Universal Boot Loader)

3.1.2 Bootloader移植

3.2 Linux内核分析与移植

3.2.1 Montavista实时Linux

3.2.2基于MPC8245的Linux内核启动代码分析

3.2.3 Linux内核移植

3.3嵌入式Linux文件系统

3.3.1 Linux文件系统

3.3.2 MTD(Memory Technology Device)

3.3.3 JFFS2文件系统

3.3.4建立JFFS2根文件系统

第四章Linux设备驱动程序

4.1 Linux下的设备驱动程序原理

4.1.1 Linux设备驱动程序结构

4.1.2内核模块

4.2 PCI设备驱动程序

4.3音视频编解码卡驱动程序

4.3.1驱动程序基本框架

4.3.2主要数据结构

4.3.3设备ioctl方法

第五章视频监控系统应用程序设计

5.1应用程序总体框架

5.2主处理程序

5.2.1功能概述

5.2.2初始化启动模块

5.2.3用户管理模块

5.2.4协议解析模块

5.2.5告警处理模块

5.3通讯控制子系统

5.3.1 TCP通讯模块

5.3.2 UDP通讯模块

5.3.3串口通讯及云台控制模块

5.3.4 DI/DO控制模块

5.4音视频控制子系统

5.4.1视频采集模块

5.4.2视频编码控制模块

5.4.3视频输出控制模块

5.4.4视音频码流的复用和接复用模块

5.4.5 RTP/RTCP打包拆包模块

5.5音视频存储子系统

5.5.1音视频存储模块

5.5.2文件检索模块

5.5.3磁盘管理模块

第六章系统测试

6.1测试设计

6.1.1测试工具和测试环境

6.1.2测试用例

6.2测试结果

第七章结论和展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果