基于RTP/RTCP的嵌入式网络摄像机设计

摘要

随着多媒体技术、计算机网络与通信技术的快速发展，对嵌入式系统在视频领域的开发提出了更高的要求：小型化、数字化、网络化。基于此目标，本文设计和实现了基于ARM处理器和uClinux操作系统的MPEG4嵌入式网络摄像机。 本文采用了三星公司以．ARM940T 为内核的S3C2510A处理器，配合外围硬件电路构成了嵌入式核心板，在其上成功的移植了uClinux操作系统，负责整个系统的控制；以WIS公司G07007SB为核心的视音频采集编码电路，编码高效且系统稳定性好。ARM940T处理器超低的功耗和优秀的网络功能、uClinux系统的便捷性和MPEG-4的高效压缩性有机的结合在一起，并将P2P协议与RTP/RTCP协议结合应用，组成了性价比非常高的网络化、数字化的安防系统。 本文首先介绍了视频监控系统的发展历程和嵌入式系统的发展现状及应用，明确本文的研究方向和意义，提出总体设计方案，接着对本文所使用的网络协议--RTP/RTCP协议和P2P协议进行了介绍，然后阐述了硬件的构成以及系统软件(操作系统的移植、驱动程序的设计)和应用软件(配置信息的管理、云台的控制)的设计过程，实现了基于RTP/RTCP和P2P的视频网络传输并对系统进行了测试。论文最后是对工作的总结，并对下一步工作的展望。 本文主要的工作有： 1.嵌入式网络摄像机的硬件结构；2.配置管理程序的设计；3.云台控制程序的设计；4.基于RTP/RTCP的视频数据网络传输及流量控制；5.P2P协议与RTP协议相结合实现点对点的实时通信。

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致谢

第一章绪论

1.1视频监控系统

1.1.1视频监控系统的发展历程

1.1.2视频监控系统的应用

1.2嵌入式系统

1.2.1嵌入式系统及其应用

1.2.2常用的嵌入式操作系统

1.3研究背景与意义

1.4主要工作及章节安排

第二章RTP/RTCP协议及P2P协议

2.1 RTP协议

2.1.1 RTP简介

2.3.2 RTP首部介绍

2.2 RTCP协议

2.2.1发送方控制包（SR）

2.2.2接收方控制包（RR）

2.2.3源描述控制包（SDES）

2.2.4再见控制包（BYE）

2.2.5应用控制包（APP）

2.3 RTCP的基本功能

2.3.1服务质量动态调整

2.3.2媒体流同步

2.4 P2P协议

2.5本章小结

第三章嵌入式网络摄像机的总体设计

3.1嵌入式网络摄像机系统结构

3.2系统硬件结构设计

3.2.1嵌入式核心板的硬件选型与单元电路设计

3.2.2视音频采集编码板的硬件选型与单元电路设计

3.3系统软件结构设计

3.3.1 uClinux操作系统移植

3.3.2设备驱动

3.3.3 HPI通信

3.3.4管理程序设计

3.3.5云台控制的实现

3.4本章小结

第四章基于RTP/RTCP及P2P的视频传输

4.1 JRTPLIB的实现

4.1.1 JRTPLIB概述

4.1.2 JRTPLIB配置与编译

4.2视频传输关键技术

4.2.1多线程设计

4.2.2分包发送策略

4.2.3缓冲区设计

4.3流量控制

4.3.1加行增加乘性减少算法(AIMD)

4.3.2流量控制

4.4 P2P协议实现

4.4.1 UDP穿透NAT

4.4.2 P2P的RTP实现

4.4本章小结

第五章系统调试

5.1硬件调试

5.1.1 S3C2510A调试

5.1.2 GO7007SB调试

5.2软件调试

5.3系统测试

5.3.1测试环境

5.3.2测试结果

第六章总结与展望

6.1论文工作总结

6.2未来工作展望

参考文献

攻读硕士期间科研工作及发表论文