基于ARM7TDMI和uClinux的嵌入式MPEG4网络视频终端及服务器

摘要

Internet的广泛应用以及多媒体技术的迅速发展，对嵌入式系统在视频领域的开发提出了更高的要求：网络化、数字化、小型化。基于此目标，本文设计和实现了基于ARM7TDMI和uClinux的嵌入式MPEG4网络视频终端及服务器。 本设计采用S3C4510B作为嵌入式处理器，配合外围硬件电路构成嵌入式核心板，在核心板上成功的移植了uClinux操作系统，在此基础上扩展了视音频采集电路和MPEG4硬件编码电路，通过设备驱动程序的优化以及应用程序的配合，构成了性能优良的嵌入式MPEG4网络视频终端，此外还同时开发了可提供实时播放的流媒体服务器及配套的网络管理软件。这样ARM7TDMI处理器超低的功耗和优秀的网络功能、uClinux完备的TCP/IP协议栈和丰富的源码资源、MPEG4高效的压缩性以及RTP/RTCP协议的灵活性在本设计中都有机的结合在一起，组成了业界性价比非常高的网络化、数字化的安防系统。 本文首先介绍了嵌入式系统的发展趋势以及现有嵌入式视频终端的体系结构和局限，从而明确了本文的研究方向；根据项目的功能需求，提出了总体设计方案，接下来是本文的重点，分别探讨了网络视频终端的硬件完善和调试方法以及软件上的系统移植、驱动优化和应用程序修正，最后详细介绍了基于开放源码live库的流媒体服务器的设计与系统整体测试情况。 归纳起来，本文主要具体工作如下：1.介绍嵌入式系统和视频监控系统的现状与发展2.网络视频终端的硬件完善与调试方法总结3.uClinux启动过程分析，加深对操作系统的理解4.采用DMA优化视频采集编码设备驱动程序，提高数据采集效率5.分析Linux数据网络发送机制，优化网络驱动，提高网络发送效率6.探讨应用程序中竞态的产生和消除，提高系统稳定性7.云台控制程序及网络管理程序的设计与实现8.流媒体服务器的设计与改进9.视频终端及服务器的整体测试

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1嵌入式网络视频终端及服务器研究的背景和意义

1.1.1嵌入式系统的网络化

1.1.2视频监控系统的发展历程

1.1.3嵌入式网络视频终端及服务器的应用

1.2现有嵌入式视频终端的体系结构和局限

1.3主要工作及章节安排

第二章MPEG4网络视频终端及服务器的总体设计概述

2.1技术标准

2.2项目的功能需求

2.3项目设计的总体思路

2.4嵌入式网络视频终端的硬件方案

2.5嵌入式网络视频终端的软件方案

2.6嵌入式网络视频服务器的网络通信方案

第三章MPEG4视频终端的硬件设计和调试

3.1嵌入式核心板的硬件选型与单元电路设计

3.1.1 CPU模块

3.1.2以太网模块

3.1.3 SDRAM和Flash模块

3.2视音频采集电路板的硬件选型与单元电路设计

3.2.1视频AD模块

3.2.2音频AD模块

3.2.3视音频编码模块

3.3硬件电路的调试方法及经验

3.3.1嵌入式核心板单元调试

3.3.2视音频采集电路板单元调试

3.3.3硬件电路调试心得

第四章MPEG4视频终端的软件设计和优化

4.1 UCLINUX嵌入式操作系统

4.1.1 uClinux软件包构成

4.1.2从串口输出信息分析uClinux启动全过程

4.1.3 uClinux系统移植所做工作

4.2 UCLINUX驱动程序开发

4.2.1设备驱动程序简介

4.2.2字符设备驱动程序

4.2.3网络接口驱动程序

4.3软件优化

4.3.1 DMA技术优化字符设备驱动程序

4.3.2分析Linux数据发送机制优化网络驱动程序

4.3.3竞态处理与程序改进

4.3.4 uClinux上pppoe拨号的实现

4.4远端设备控制功能的设计

4.4.1云台控制系统

4.4.2云台控制的实现

第五章网络视频服务器的设计与实现

5.1 Live库使用

5.1.1 Live库概述

5.1.2 Live库的配置与编译

5.1.3 Live库类的层级关系

5.1.4 Live库的应用实例分析

5.2 MPEG4的RTP封装技术

5.2.1IME6400输出流格式

5.2.2 Live库对MPEG4的RTP封装的相关模块

5.3服务器程序实现

5.3.1进程设计

5.3.2缓冲区设计

5.3.3容错处理

5.3.4视频服务器程序框架

5.4网络管理程序设计

5.4.1 IP地址管理

5.4.2配置信息管理

第六章系统测试

6.1测试环境

6.2测试内容

6.3测试总结

结束语

参考文献

致谢

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