知网论文查重知网论文查重

论文在线投稿
论文范文大全
知网论文查重 zaolun.COM

基于ARM9的视频监控系统设计

万方网论文查重

摘 要:介绍了一种利用嵌入式技术设计的视频监控系统。该系统终端以ARM 9处理器为核心,USB摄像头作为视频采集模块,网卡芯片DM9000为以太网通信模块。视频监控系统终端移植Linux操作系统,配置相应的驱动,编写视频采集和发送程序,最后与客户端组成完整系统。

关键词:ARM9;Linux;嵌入式系统;视频监控

ARM处理器具有性能高,成本低的特点,在嵌入式中被广泛使用。 Linux作为源代码开放的操作系统,其特有的优势和开发模式正日益影响人们。本文将二者结合,构建一个视频监控嵌入式系统。

1 系统硬件设计

1.1 硬件结构

该系统终端采用基于ARM920T内核的Samsung S3C2440A作为中央处理器,并且配备64M的SDRAM,256M的NAND FLASH和2M的NOR FLASH,以应对移植Linux操作系统和系统保存的数据所需要的内存空间。 该系统的主要硬件还有视频采集模块,以太网通信模块,UART串口和电源接口。系统硬件整体框图如图1所示

1.2 视频采集模块

视频采集模块采用了中星微电子公司ZC301芯片的 USB摄像头,该摄像头芯片具有图像信号处理,数据压缩,JPEG译码等图像处理功能,摄像头传感器采用CMOS感光元件,元件像素130万,采集的图像清晰,画面稳定,色彩真实鲜艳。视频采集模块的USB接口电路原理图如图2所示。

图2中,使用5v的电源为USB供电,22Ω电阻的R23,R24在串行数据通信时可以起到缓冲抗干扰的作用,R27,R28为15K的大电阻,确保了USB高速串口数据通信的可靠性。

1.3 以太网通信模块

通信模块采用DAVICOM公司的10/100 Mb/s自适应以太网芯片DM9000,该芯片是完全综合的,成本较低的单一快速以太网控制器芯片,具有通用处理器接口,既可以接8位,16位的处理器,也可以接32位的处理器。在本系统中该芯片与一个集成RJ45的网络接口相连,其电路原理图如图3所示。

图3中的HR911103A是一个集成RJ45的网络变压器,确保通信双方可以正常接收和发送信息,50Ω的电阻RD1,RD5和RD3,RD6使信号在接受和发送时起到抗干扰的作用,电源VDD33v接着大电阻R16,R39,流出的电流较小,可以驱动绿,黄LED灯。

2 系统软件设计

2.1 操作系统的移植

PC通过arm-linux-gcc交叉编译工具构造交叉编译环境,编译Uboot生成烧入FLASH的引导程序,编译Linux内核生成Linux镜像文件zImage,并使用yaffs根文件制作工具mkyaffs2image生成Linux系统根文件镜像rootfs.img,最后通过USB下载工具将上述文件下载到终端。

2.2 服务端视频采集和发送程序设计

视频采集和发送由一个应用进程完成,但将该进程生成了两个线程,每个线程完成相应功能。因为Linux内核的摄像头驱动为摄像头捕获图像提供了一套API接口:V4L2,并且摄像头支持JPEG视频流直接获取,所以视频采集线程直接利用V4L2就能采集和存储摄像头捕获的数据。在驱动的配置中,网卡驱动和TCP/IP协议被同时加载到内核,这使得应用进程可以建立一个TCP套接字服务端,并指定一个专用端口7070,等待客服端的连接。一旦连接出现,发送线程就会向客户端发送视频数据。为了得到一张完整的图片数据,应用进程运用条件变量使得两个线程保持同步。视频采集和视频发送的流程图如图4所示

2.3 视频监控客户端设计

视频监控客户端是基于Linux平台的应用程序,其主要的功能是接收由视频监控终端采集,发送的视频数据,并播放视频数据。Spcaview是一款开放源码的视频软件,既可以接收和发送视频数据,又可以播放视频数据,非常适合做视频监控客户端。该软件采用Linux C语言和Java脚本语言共同编写,代码简洁,组件功能明确,遵循GPLv2条款,任何组织和个人可以在此条款下修改和发布它的源码。在Linux平台fedora9下构造视频监控客户端的简单步骤如下:

下载最新源码:Spcaview-20061208.tar,解压该源码:tar xvzj Spcaview-20061208.tar,进入该源码目录并编译:cd Spcaview-20061208,make,最后在此目录下启动该软件。

3 结语

本文介绍了基于ARM9处理器的嵌入式系统的硬件和软件设计,完成了视频监控的功能。该系统采用可裁剪的Linux操作系统和流行的ARM芯片,既降低成本,,又有完善的功能,对于视频监控方面有一定参考价值。

参考文献

[1]Yaghmour,K. 构建嵌入式Linux系统[M]. 韩存兵,龚波,改编. 北京:中国电力出版社,2004.

[2]宋宝华. Linux设备驱动开发详解[M]. 北京:人民邮电出版社,2010,11.

[3]韦东山.嵌入式Linux应用开发完全手册[M].北京:人民邮电出版社,2008,8.

[4]贺丹丹,张帆,刘峰.嵌入式Linux系统开发教材[M].北京:清华大学出版社,2010,5.

万方通用版论文查重
维普编辑部版论文查重

AI论文范文,输入题目即可生成万字论文,附赠查重报告,可选开题报告、任务书

AI论文2万字符 AI开题报告 AI工作报告 AI满分作文 AI个人总结