基于3G之嵌入类视频监控系统设计及实现

论文价格:免费 论文用途:其他 编辑:chenhuixia 点击次数:75
论文字数:68120 论文编号:sb2015020819325311878 日期:2015-02-11 来源:硕博论文网

第1章绪论

在当代社会中,伴随着科技的飞速发展,视频监控逐渐延伸到日常生活的各个方面。由开始的军事、安全防护等方面扩展到小区、金融、交通、银行、家居等领域,例如刚刚结束的世界杯就是视频监控的重要运用地方⑴。同时,通信技术和嵌入式技术的迅猛发展,也极大地促进了视频监控技术的更新。最早的视频监控主要是基于模拟电路技术,主要釆用模拟设备采集图像,再通过电缆将釆集的视频数据传输到监控中心。但是,由于电缆距离受限、成本高和不易铺设的特点,这种方法存在着铺设距离短、成本高、不容易改动扩展等缺点,而且视频质量也难以保证。上世纪末,伴随着数字技术发展而来的数字时代幵始深入我们生活的每一个角落,嵌入式技术与互联网技术结合产生的嵌入式视频监控系统开始投入使用,它具有小型化、灵活、实时、可移植性强等特点。由于引入了互联网技术,可以实现远程视频监控,而互联网的高带宽的特点使得视频的质量有了保证。但是缺点也明显,就是需要部署光纤网络,位置固定,容易受地形空间的限制[3]。进入21世纪后,随着移动网络技术的发展,结合2G或3G网络技术产生的移动网络视频监控系统开始诞生。它具有更加灵活、不受地形限制、不需铺设光纤等优点,极大地降低了成本和提高了监控距离。特别是以WCDMA为代表的3G技术的发展,提供了非常宽和稳定的带宽,为高质量的视频传输提供了保证。同时,新一代视频压缩标准的提出,更是为视频图像的长距离高质量压缩传输提供了基础。
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第2章系统软硬件平台搭建

2.1硬件平台的搭建
所设计系统的监控终端硬件平台构成如图2.1所示[6],包括USB摄像头、嵌入式开发板、3G模块三部分。本文选用友坚恒天科技有限公司生产的UT-S3C6410开发板。UT-S3C6410开发板是一款基于ARM11处理器的幵发板,它具有性价比高、性能可靠、稳定等优点,可以完美实现三星S3C6410处理器在视频媒体编解码等方面的性能,具有丰富的外设,如图2.2所示。3G模块是本系统的重要组成部分,本文利用3G模块拨号接入网络,使得监控视频数据能够通过WCDMA网络发送到监控主机端。本文选用华为公司开发的EM770W3G模块(如图2.3所示)。该模块支持WCDMA网络,具有很高的传输速率,最高下行速率为7.2Mbps,最高上行速率为5.76Mbps,能满足远程视频监控的要求。


2. 2软件平台搭建
作为一款类UNIX操作系统,Linux是开源和免费的。最早的Linux内核只有几千行代码,只能实现基本的功能。后来这款操作系统被加入自由软件基金的GNU计划,允许所有人阅读、修改、销售代码,但需要无偿公开修改后的代码。这样,全世界的计算机爱好者们都能参与到Linux内核的开发中。经过了他们的不懈努力,Linux操作系统成为了全世界应用最广泛的UNIX类操作系统。从诞生到现在,Linux操作系统经过短短10年的发展,已经在PC桌面、嵌入式应用等各个领域发挥了巨大的作用,渐渐在市场中与其它商业形成了相抗衡的局面。如今,超过70%的嵌入式项目选择了 Linux操作系统。Linux系统已经发展为应用最广泛的、具有强大的功能、具有完善的设计和公开的源代码的操作系统[、

第3章视频采集和编码方案设计与实现.... 17
3.1图像采集方案设计 .....17
第4章服务器端与客户端通信的实现 .........35
4.1 3G模块拨号上网实现........ 35
4.2 socket网络编程......... 45
4.3客户端的实现............. 46
第5章系统测试......... 61
5.1测试平台 ........61
5.2测试流程............ 62

第5章系统测试

5.1测试平台
本系统采用友坚恒天公司生产的UT-S3C6410开发板,连接USB摄像头和华为公司生产的EM770W3G模块构成视频监控终端,视频监控中心主机则使用一台具有固定IP的PC机(IP为202.118.93.10),如图5.1所示。在测试时,为了提高测试效率,通过串口线将嵌入式开发板与另外一台电脑相连,在电脑上使用超级终端来与开发板交互,监控查看开发板运行时打印到串口的信息。

5. 2测试流程
分别运行服务器端和客户端程序,服务器端程序运行后将会等待客户端发送过来的视频数据,再解码显示。嵌入式客户端程序运行后,将根据用户手机发送的控制短信内容(如图5.6所示)来开始或暂停视频采集。当用户手机发送内容为"go"的短信到嵌入式监控终端的3G模块,嵌入式监控终端将从3G模块读取接收的短信,并从中解析出短信内容“go”,然后嵌入式监控终端开始工作,采集并往服务器端(监控中心)发送监控视频,同时在超级终端打印出采集的每一帧图像的原始大小和编码压缩后的大小(如图5.7所示);如果发送的控制短信内容为“stop”,嵌入式监控终端在接受到短信后解析出短信内容“stop”,然后监控终端暂停采集监控图像(如图5.8所示),直到接收到用户发送过来的内容为“go”的控制短信,才再次开始工作。
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结 论

本文己经完成了基于3G的嵌入式视频监控系统设计与实现,但是由于时间紧和个人能力有限,该系统仍有需要改善的地方,主要包括以下几方面:(1)本文采用0V511芯片的摄像头的原因是该摄像头能够输出YUV420P格式的图像,从而可以直接输入MFC编解码器进行H.264编码。但是本文釆用的ARM11开发板上的USB Host接口的最高传输速率只有12Mbps,而且该摄像头采用的是USB1.1接口,传输速率偏低,导致图像釆集速率受限。改进方法是采用USB2.0接口的摄像头,以获得更高的图像采集速度。(2)在需要保密传输的应用领域,比如军用的视频监控,需要对传输的图像数据进行加密传输,可以釆用AES加密算法对传输数据进行加密,保证了数据的安全性。(3)可以引入动态目标检测的方法使得视频监控系统更加智能化,这样即使在监控中心无人的情况下,监控系统也能自动识别出可疑的入侵目标,并发出警报。
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参考文献(略)


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