基于ARM处理器S3C2410的GSM远程监控系统设计
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基于S3C2410的网络实验室远程视频监控系统设计
刘华艳
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2010(006)015
【摘要】介绍了一种满足学校网络实验室实际需求的、低成本的、远程视频监控系统的设计与实现.重点阐述了嵌入式服务器软硬件部分的设计以及基于C/S和B/S两种网络通信模式的网络通信过程设计,对其中涉及的关键技术进行了较为详细介绍,并最终完成了远程视频监控调试和运行.
【总页数】2页(P4071-4072)
【作者】刘华艳
【作者单位】湖南大学,计算机与通信学院,湖南,长沙,410082
【正文语种】中文
【中图分类】TP3168
【相关文献】
1.基于4G网络的远程视频监控系统设计与实现 [J], 户晋文;黄焕立;周辉
2.基于S3C2410芯片技术的嵌入式远程视频监控系统设计 [J], 王茂茹
3.基于S3C2410的网络视频监控系统设计 [J], 董翠英
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5.基于S3C2410芯片技术的嵌入式远程视频监控系统设计 [J], 王茂茹
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通信工程《嵌入式系统》结课论文基于S3C2410的视频监控系统的设计学生姓名:***学生学号:***********基于S3C2410的视频监控系统的设计一视频监测系统的整体设计整个视频监控系统采用C/S结构,从主体上分成两个部分:服务器端和客户端。
服务器端主要包括S3C2410平台上运行的采集、压缩、传输程序,客户端是PC机上运行的接收、解压、回放程序。
视频监控终端从现场的摄像头捕获实时的视频信息,压缩以后通过以太网传输到视频监控服务器上。
系统结构如图1所示,视频图像采集和打包发送在服务器端完成,图一系统结构图二系统的硬件设计图像的接收解包和回放将在客户端完成。
系统采用模块化设计方案,主要包括以下几个模块:主控制器模块、储存电路模块、外围接口电路模块、电源和复位电路,如图2所示图二系统的硬件结构1、S3C2410主控制器模块主控制器模块是整个系统的核心,采用的S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM920T处理器核的16/32位微控制器,该处理器最高运行频率可达到203MHz,它的低功耗、精简和全静态设计特别适合于对成本和功耗敏感的应用。
S3C2410提高了丰富的片内资源,支持Linux,是本系统的合适选择。
它能完成整个系统的调度工作,在系统上电时配置所需要工作的芯片的功能寄存器,完成视频流的编码,并通过以太网控制器控制物理层芯片。
2、系统存储电路模块主控制器还需一些外围存储单元如Nandflash和SDRAM。
Nandflash中包括Linux的Boodloader、系统内核、文件系统、应用程序以及环境变量和系统配置文件等。
SDRAM读写速度快,系统运行时把它作为内存单元使用。
设计采用了64M的Nandflash 和64M的SDRAM。
3、外围电路模块本设计用到的外设有USB接口,网卡接口,RS232接口和JTAG接口。
视频监控终端的USB主控制器模块通过专用的USB集线器与多个USB 摄像头相连。
Software软件2011年第32卷 第11期国际IT传媒品牌基于S3C2440的远程监控系统的设计解 鹏 师 卫 姚凯旋(太原理工大学信息工程学院,太原 030024)摘 要:鉴于嵌入式监控系统具有可靠性好,成本低的优点,本文介绍了一种基于linux操作系统和arm处理器 的远程视频监控系统。
通过V4L2标准不间断的采集视频图像,经过基于MJPEG的算法对视频压缩后进 行传输。
本系统的压缩视频在传输时使用RTP/TCP协议来保证视频的实时性要求。
通过USB摄像头,嵌入式硬件平台和主控计算机三部分构成了一个高质量、监控方式灵活、可靠性好的网络视频监控系统。
关键词:通信技术;ARM;linux;视频监控;RTP/RTCP中图分类号:TN919.8 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.11.014Design of Remote Monitoring System Based on S3C2440XIE Peng, SHI Wei, YAO Kaixuan(Taiyuan University Of Technology, Taiyuan 030024; China)【Abstract 】 In this paper,a remote video monitoring system based on linux and arm is introduced in view of the embedded monitor-ing system’s reliability and low-budget.Video frame is constantly gatherde through V4L2.Then,it is compressed by MJPEGand transmated. The compressed vidio of this system uses RTP/TCP to make sure the video frame is real-time.A high quality, flexible and reliable network video monitoring system constituted by USB camera,embedded hardware platform and main controlling computer has been realized.【Key words】communication technology; ARM; linux; video monitoring; RTP/RTCP0 引 言随着社会的进步和中国城市化进程的快速发展,人身及财产安全引起了全社会的普遍重视,对犯罪活动起到震慑作用,对日常生活中的纠纷有取证作用的监控系统有着广阔的市场前景。
基于S3C2440的智能家居远程监控系统解决方案
智能家居又称为数字家庭,一般是指以计算机接口技术和网络技术为基础,将各种家用数字化设备有机结合为一体的智能化的网络系统。
这些家用数字化设备包括电话、计算机、数字化的视听设备、数字化的家用电器及安全
监控设备等,通过有线或无线的方式将这些设备连接起来,为家庭用户提供简单、安全、可靠、智能化的综合服务。
本文以Web 技术为核心,在基于
S3C2440 微处理器和嵌入式Linux 操作系统的软硬件平台上构建了Web 服务器和视频服务器,Web 服务器采用Boa, 视频服务器采用Servfox, 结合CGI 技术处理HTML 表单,完成用户认证,门窗控制等家居监控功能。
1 系统总体结构设计
图1 为智能家居远程监控系统的总体结构图。
室内部分主要包括家电控制、防盗报警、远程监控、防火报警等功能模块,这些功能模块通过Web 服务器接入Internet 网,用户可通过计算机登录因特网,远程监控室内情况,同时室内如检测到火、盗等异常情况可通过Internet 向用户报警。
2 系统硬件设计
智能家居远程监控系统的硬件系统由YC2440-F 开发板、网络接口、门窗控制、照明设备、温度传感器、USB 摄像头等组成。
YC2440-F 开发板作为整个系统的控制核心,负责信息的采集和处理,并控制各个模块协调工作,如图2 所示。
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基于ARM和GPRS远程无线监控系统的设计与实现随着计算机软件和硬件的发展,以及图像处理技术的日益成熟,基于嵌入式的监控系统发挥越来越重要的作用。
针对无人值守行业对远程监控的需要,特别是厂房、仓库等场所,本文实现了一种基于嵌入式的远程无线监控系统。
系统以ARM处理器为核心,通过摄像头采集监控图像,并利用GPRS网络完成数据的传输,以达到远程监控的目的。
本文介绍了该系统的总体架构,确定了系统硬件与软件的实现方案。
并对设计中用到的一些技术原理和协议做了一些介绍和分析。
其中,本设计以三星公司ARM9系列的S3C2410为核心,采用了市场上广泛使用的价廉物美的ZC301芯片的USB摄像头,以及西门子公司的GPRP模块TC35i 来实现系统的各部分功能。
本文完成了对Linux操作系统在本监控系统的移植,设计了系统软件的总体流程,并完成了各个模块的软硬件实现:用户通过手机发送控制命令,TC35i接收后传给ARM处理器,处理器根据协议解释命令,控制设备产生相应的动作,继而通过GPRS网络发送数据到指定邮箱,从而实现了系统监控功能。
除此之外,系统实现了软件的模块化,完成对重要模块的介绍与分析,如短消息处理模块以及SMTP邮件发送模块。
同主题文章[1].郝淑凤,刘建辉. 基于ARM的μCLinux启动引导实现的分析' [J]. 微计算机信息. 2005.(13)[2].潘宁,邓燕妮. 基于S3C44B0X的嵌入式机器视觉系统设计' [J]. 机械与电子. 2006.(10)[3].黄志武,沈武英. 基于ARM的嵌入式系统开发' [J]. 孝感学院学报. 2007.(03)[4].袁俊杰,曹作良. 基于Linux嵌入式系统开发平台的建立' [J]. 天津理工大学学报. 2006.(03)[5].周金柱,阎勤劳,范芳娟,甘海灵. 粮库实时无线监控系统及GPRS技术应用' [J]. 农机化研究. 2005.(01)[6].李寒生,蒋冰华,陆启帅. 基于S3C2410和Windows 的智能移动终端设计研究' [J]. 黑龙江工程学院学报(自然科学版). 2006.(02)[7].张治国. ARM嵌入式系统综述' [J]. 科技资讯. 2007.(21)[8].万松峰,黄惟公. 基于WinCE&ARM的嵌入式工业监控系统的开发' [J]. 西华大学学报(自然科学版). 2005.(06)[9].蔡志明,郑绍华. 基于ARM4510B的嵌入式uClinux应用开发' [J]. 福建电脑. 2006.(03)[10].黄昆. 细看嵌入式操作系统' [J]. 中国计算机用户. 2006.(36)【关键词相关文档搜索】:机械电子工程; ARM; S3C2410; 嵌入式操作系统; GPRS【作者相关信息搜索】:北京邮电大学;机械电子工程;林中;陈海明;。
基于ARM的远程视频监控系统【摘要】本文介绍了一种基于嵌入式Lnux的网络视频监控系统实现方案,系统以嵌入式Linux和嵌入式微控制器S3C2440为核心平台,通过嵌入服务器将USB摄像头采集来的视频信号,经过网络传输,完成对测控现场和测试设备的网络视频监控任务。
本论文围绕以S3C2410为核心的硬件平台进行嵌入式系统开发的关键技术进行了论述与研究。
【关键词】嵌入式Unux;ARM;视频采集;可视化;网络监控The remote video monitor system based on ARMCHEN WenZHU Yong(College of Computer Science, Wuhan Textile universityWuhanHubei430073)【Abstract】In this dissertation,a kind of remote video monitoring system based on the embeddedLinux and S3C2440 has been successfully developed. The system builds a web server which can capture video signal from USB digital camera andtransport the signal to client through Internet.Speeifically,somevital problems of how to realize an embedded systembased onS3C2440 and embedded Linux are put forward and discussed.【Key words】EmbeddedUnux;ARM;Capturevideo;Viewable;Remote video monitoring0.引言目前,国内外对基于嵌入式网络视频监控系统的研究,一般集中于嵌入式视频监控系统的设计、嵌入式操作系统的研究、视频图像的网络传输以及视频图像处理等几个方面。
基于微处理器S3C2410嵌入式系统的远程抄表监控系统设计田磊
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2009(014)005
【摘要】基于ARM9系列S3C2410微处理器上嵌入式Linux操作系统,针对部分偏远地区电表管理水平较低,提出了一种基于嵌入式网络监控系统的远程抄表技术方案,阐述了基于嵌入式处理嚣S3C2410的远程网络监控系统的设计方法,并给出了该系统的结构图,从而建立对电表的测量、控制于一体的嵌入式系统.系统充分利用了S3C2410和Linux操作系统的强大管理功能,从而性能稳定可靠、实时性好.【总页数】3页(P83-85)
【作者】田磊
【作者单位】西安邮电学院电子与信息工程系,陕西,西安,710121
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于S3C2410微处理器的无线智能家居控制系统 [J], 袁敏;曹芳
2.基于S3C2410的远程抄表系统集中器的设计与实现 [J], 阳旭东;马旭东
3.基于S3C2440嵌入式系统的远程抄表监控系统设计 [J], 田磊
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基于ARM的智能家居远程监控系统设计作者:薛晓李昊伦来源:《电脑知识与技术》2012年第17期摘要:该文设计了一套智能家居远程监控系统,系统采用S3C2440作为微处理器,移植了开源项目MJPG-streamer和嵌入式Web服务器Boa实现了视频远程传输和登录服务器控制,为智能家居远程监控提供了一种解决方案。
关键词:S3C2440;监控系统;Boa;MJPG-streamer中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)17-4206-04Design of Smart Home Remote Monitoring System Based on ARMXUE Xiao1, LI Hao-lun2(1.China Northwest Building Design Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710018,China; 2. Xi’an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055,China)Abstract: This paper designed a smart home remote monitoring system, the system uses theS3C2440 as the microprocessor, ported open source project MJPG-streamer, and embedded Web servers Boa to achieve remote video transmission and login server control, results show that the system meets the design requirements, and provides a solution for the smart home remote monitoring.Key words: S3C2440; monitoring system; Boa; MJPG-streamer,随着人民生活水平的提高和安全防范意识的增强,视频监控系统以其直观、信息内容丰富的优势,广泛应用于智能家居系统。
52Electrical Automation基于 ARM 的嵌入式远程智能视频监控系统的设计刘萌 1郑煊 2李国3(1.齐鲁师范学院物理系 , 山东济南 250200; 2.山东凯文科技职业学院信息学院 , 山东济南 250200;3.齐鲁师范学院计算机系 , 山东济南 250200摘要 :提出了一种基于 ARM 系列微处理器 S3C2410的远程智能视频监控系统。
介绍了系统的软、硬件构成及流程设计。
系统通过因特网和彩信两种方式实现远程智能监控 , 针对采集到的图像智能地分析视频内容 , 并根据分析的结果自动报警。
系统能有效降低所存储的视频信息的冗余性、减轻监控人员的工作负荷 , 监控效果良好。
关键词 :远程智能视频监控嵌入式InternetGPRS[中图分类号 ]TN91; TP274[文献标志码 ]A [文章编号 ]1000-3886(2011 05-0052-02Design of Embedded Remote Intelligent Video Surveillance System Based on ARMLiu Meng 1Zheng Xuan 2li Guo 3(1.Department of physics , Qilu normal university , Jinan Shandong 250200, China ;2.Department of communication Shandong Kaiwen college of science and technology , Jinan 250200, China ;3.Department of computer , Qilu normal university , Jinan Shandong 250200, ChinaAbstract :A kind of embedded remote intelligent video surveillance system is advanced in this paper.The hardware , soft ware and flow chart arealso introduced too.This system realizes remote intelligent video surveillance through internet and multimedia messaging service (MMS .Contraposing the picture gathered and analyzing the content of the video , then chooses to give an alarm or no.this system can reduce the lengthiness of the memory , alleviates the burthen of the vigilance , and achieves a good efficiency.Keywords :Remote intelligent video surveillanceEmbedded systemInternetGPRS收稿日期 :2011-02-250引言伴随着网络技术和数字视频技术的飞速发展 , 监控技术正向着智能化、网络化方向不断前进。
第21卷 第2期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol.21 No.2 2006年5月JO URNAL O F Z HENGZHOU UNIVERSITY OF LIG HT INDUSTR Y (Natural Science)M ay 2006收稿日期:2005-11-23基金项目:河南省杰出人才创新基金项目(0321000300)作者简介:苏日建(1970 ),男,山东省日照市人,郑州轻工业学院实验师,硕士研究生,主要研究方向:嵌入式系统.文章编号:1004-1478(2006)02-0061-03基于S3C2410的嵌入式远程实时图像采集系统设计苏日建, 黄布毅, 李银华(郑州轻工业学院电气信息工程学院,河南郑州450002)摘要:设计了一种基于32位嵌入式处理器、可应用于家庭的远程图像采集和监控的远程实时图像采集系统.系统由ARMS3C2410微处理器、USB 接口控制器AU9254A21、数字摄像头WebEye V3000以及相应的采集、处理软件等构成.通过软硬件相结合的方法,特别是在满足功能需要的情况下尽可能地使用软件实现图像压缩等功能,使系统的开发成本大大降低.关键词:嵌入式系统;远程;实时图像采集;ARM Linux 中图分类号:TP391 41 文献标识码:ADesign of remote embedded image acquisition systemin real time based on S3C2410SU Ri jian, HUANG Bu yi, LI Yin hua(Colle ge of Electr.I n f or.En g.,Zhen gz hou Univ.o f Light Ind.,Zhen gzhou 450002,China)Abstract:A remote e mbedded image acquisition system in real time was designed.The system could be applied to remote image acquisition of household.I t consisted of ARMS3C2410MC U,USB interface chip AU9254A21,WebEye V3000and software of acquisition and compression.A method of combining software and hardware made the price declining sharply,especially when the method of software image c ompression was used in this system.Key words:e mbedded system;remote;image acquisition in real time;ARM linux0 引言随着计算机技术的发展,嵌入式系统已逐渐成为后PC 时代的主导,特别是32位嵌入式处理器的出现,使得一些基于PC 的应用[1]也得以在嵌入式系统上实现.图像采集系统正从模拟采集向数字采集发展,其中的嵌入式图像采集系统由于其优越的性能越来越受到人们的关注[2].对于像家庭视频监控这样的应用,不需要那么多的功能,只要简单的视频采集、传输和显示就够了,体积也要尽可能的小.正是基于这种考虑,笔者设计了一种基于以太网的嵌入式视频监控系统,该系统具有视频图像采集、压缩、传输和存储等功能,非常适宜家庭图像的监控.1 系统的基本构成图像采集系统主要由4部分构成,分别为图像采集、图像压缩、图像传输和图像显示.图像采集部分由数字摄像头、USB 通道和嵌入式处理器构成,其中数字摄像头用来完成图像数据的采集,USB 通道将数据传送至主处理器进行处理;图像压缩部分主要由软件完成,将B MP 格式的图像数据通过JPEG 算法压缩为JPEG 格式的图像数据;图像传输部分则完成图像数据由本地向远程的传输;图像显示部分可将采集到的图像数据在远程浏览器上显示出来,供用户浏览、保存、编辑等[3].系统结构框图如图1所示.图1 系统结构框图2 硬件设计及环境搭建系统通过WebEye V3000数字摄像头捕获图像,通过USB 接口控制芯片AU9254A21连接到基于ARM920T 核的处理器Samsung S3C2410,主处理器将拍摄到的图像压缩后,通过Internet 传输到远程的计算机上.系统硬件结构示意图如图2所示.图2 系统硬件结构示意图3 系统的软件设计与实现系统的软件部分主要由摄像头的驱动软件、图像采集软件、图像压缩软件和图像显示软件4部分构成.摄像头的驱动软件使摄像头可以在AR M Linux 下正常地工作;图像采集软件完成图像的捕获并保存成BMP 文件;图像压缩软件将捕获到的图像压缩为JPEG 格式文件;图像显示软件可以使压缩后的文件经Internet 传输至远程计算机上并显示出来.3.1 操作系统及Web Server 的移植基于ARM920T 核Samsung S3C2410可以支持的常用操作系统有WinCE 和ARM linux,在本系统中为了降低成本,选用开放源代码的ARM Linux.选用开源操作系统的好处是,一则可以省去使用许可证的费用,二是由于源代码的开放,用户可以根据需要对内核及应用程序进行裁剪,使其更适合于欲开发的系统,并且也更容易发现系统及应用软件中的B UG,其移植过程如下.3.1.1 安装交叉编译工具链 在嵌入式系统的开发中,由于系统本身的资源限制,不得不在PC 或工作站上建立一个编译环境,实现对目标板上程序的编译、链接,然后再下载到目标板上运行.所以说交叉编译工具链是整个系统移植和开发的基础工具,交叉编译工具链安装正确,可以加快系统开发的速度.主要有如下几步:mkdir -p /usr/local/arm 为交叉编译工具链建立目录tar jxvf cross-2.95.3.tar.bz2解交叉编译工具压缩包mv 2.95.3/usr/local/arm 将2.95.3移至目标目录export PATH=S |PATH:/usr/local/arm/2.95.3/bin 建立搜索路径3.1.2 编译ARM Linux 内核 ARM Linux 内核的编译决定系统可以支持的设备,以及可以完成的系统调用的功能,因此对它的设置和编译也是非常重要的,内核的编译主要包括配置内核、编译内核、产生镜像.make menuconfig 选择配置和模式make dep 建立依赖make zImage 制作镜像文件3.1.3 生成文件系统 嵌入系统可以支持的文件系统很多,常见的有romfs,cramfs,Jff2,yaffs 等.本系统中主要用到的文件系统是cramfs,其中ra mdisk 用来存放采集的B MP 图像和压缩后的JPEG 图像,cra mfs 则存放Web Server 等应用程序.下面是从已有的cra mfs 文件系统的镜像文件添加新的应用程序的生成过程.1)mount-o loop cramfsfile directory 2)tar -zcvf compressfile directory 3)un mount directory 4)rmdi r directory 5)tar zxvf compressfile 6)修改相应的文件7)mkcramfs directory3.1.4 Web Server 的选择及移植 因为采集的图像需要在远程的计算机上浏览,因此必须移植相应的Web Server 才能实现在浏览器上浏览采集的图像.在Linux 下可以使用的Web Server 很多,如boa,62 郑州轻工业学院学报(自然科学版)2006年Apache,thttpd,NCSA等,但可移植到嵌入式系统下的一般是boa和thttpd,在此选择的是用得较多的boa,在移植时需要注意的有以下几点:1)交叉编译工具的选择.boa使用configure配置完成以后,在编译时工具要设置为arm linux gcc.2)ServerRoot的定义.在编译boa之前要指定出boa.conf所在的路径,修改源文件中的defines.h即可.3)boa.conf配置.为使Web Server正常运行,必须对boa.conf文件进行配置,主要是指定错误日志文件存放的目录(必须为可读写)、HTML及CGI文件的目录等.4)temp目录的属性设置.在编译boa以前要对其所使用的临时目录进行设置,必须将其设置在可读写的ra mdisk或其他可读写的文件系统上,并且是boa执行用户可读写的目录.3.2 单帧图像采集程序的设计在USB摄像头驱动设计好后,编写图像采集程序则是系统的主要工作.在本系统中主要调用了Video for Linux中的一些接口函数,有以下几部分:1)dev=open(ope ca m,O RDW R)打开视频捕获设备;2)ioctl(dev,VIDI OCGCAP,&vid caps)获取该视频设备的相关性能;3)ioctl(dev,VI DIOC GC HAN,&vid chnl)获取摄像头通道的相关参数;4)ioctl(dev,VIDIOCGFB UF,&vid buf)获取帧缓冲的属性;5)ioctl(dev,VI DIOC GPICT,&vid pi)获取图片采集的设置;6)ioctl(dev,VIDIOCSPIC T,&vid pic)设置图片采集的相关参数,包括颜色深度、调色板类型、亮度、对比度等;7)ioctl(dev,VIDIOCSWI N,&vid win)设置图像采集的视区参数;8)ioctl(dev,VIDI OC MC APTURE,&vid mmap)开始俘获一帧;9)fwrite(m buf,1,230400,p)采集的数据存入文件[4].3.3 图像的压缩将B MP格式的图像压缩成JPE G格式的基本过程如下:1)首先将320!240的图像,分为8!8的图像子块,然后进行DC T变换;2)DCT系数的量化,采用JPE G标准中提到的量化系数表;3)数据进行可变长度霍夫曼编码.[5 8]3.4 图像的显示显示程序部分主要是通过CGI编程,调用相应的图像的链接来实现的.这一部分的实现相对简单,过程如下:1)printf(∀content-type:text/h tml%c%c∀,10,10)输出一个HTTP协议头2)printf(∀<img border=\∀1\∀src=\∀/dd.jpg\∀width =\∀320\∀height=\∀240\∀/>∀)显示采集的图像4 结论通过本系统的研究可以发现,对于基于ARMS3C2410核的32位嵌入式系统,特别是像基于ARM920T核的S3C2410这样的高端处理器,完全适合于进行远程图像监控系统设计.实现该系统可以通过互联网监控互联网所能到的任何地方,并且由于使用嵌入式系统,系统体积小巧,功能简化,而且选用开放源代码的操作系统ARM Linux和网页服务器Web Server,且由于处理器的高性能,图像压缩等工作都使用软件实现,使系统的开发成本大大降低.参考文献:[1] 朱瑞,杨磊.嵌入式图像采集系统及软件[J].今日电子,2004,(4):25 28[2] 李绍民,滕国库.嵌入式图像采集系统的硬件设计[J].大连海事大学学报,2004,30(2):42 46[3] 姚聪,方勇,汪敏,等.基于ARM的嵌入式图像采集处理系统及其无线传输[J].电子技术,2003,(11):3134[4] Alan Cox.Video4Linux Programmin g[EB/OL].http:#,2000-06-20[5] Rinaldo R,Hibird Calvagno G.Vector quantization for multiresolution image coding[J].IEEE Trans on Image Processing,2004,6(5):753 758[6] Barnsley M F.Fractal Image Compression[M] Wellesley:AK Peters Ltd,2003[7] Jacq uin A E.Fractal image coding[J] IEEE Trans on ImageProcessing,2003,5(10):1451 1465[8] Jacquin A E,Image coding based on a fractal theory of iterated contractive image transformations[J] IEEE Transon Image Processing,2002,4(1):18 3063第2期苏日建等:基于S3C2410的嵌入式远程实时图像采集系统设计。
基于S3C2440远程图像无线监控系统的设计孙宏伟(深圳职业技术学院计算机应用工程系,广东 深圳,518055)Email:hwsun99@摘 要:为了监控远程无人监守的设备,而实时性要求不高的条件下,我们设计实现了基于三星的S3C2440嵌入式处理器的远处监控系统,同时利用GPRS/CDMA无线技术,通过Internet互联网实现远程无线控制。
关键词 嵌入式系统 远程图像监控 Linux V4L模型中图分类号:TP391 文献标识码:ADesign of Remote Video Wireless Monitoring System Based on S3C2440 Abstract:In order to monitor and control the remote unable managing device, and below low real-time, we design remote video wireless monitoring system based on Samsung S3C2440. And, it’s controlled on remote wireless way by internet with GPRS/CDMA technology.Key Words: Embedded System, Remote Video Monitoring, Linux, V4L Model 引言对图像监控系统,用户常常对使用环境提出一些特殊需求,他们希望能够监控距离比较远的对象,这些对象有可能是深山的电网、荒原的油井或者其它无人值守或人无法到达场合的重要设备;另一方面他们希望能够获取比较清晰的监控图像,同时他们对图像传输的实时性要求并不高.很明显,用传统的PC机加图像采集卡的方式很难满足这样的需求。
近几年,随着计算机嵌入技术的迅速发展,使得数字化的图像监控技术出现了新的特点。
基于ARM处理器S3C2440的无线监控系统设计
无线网络技术在近一两年开始全面普及,无论是在家庭用户还是企业用户中,我们都能看到无线技术的影子。
认识无线监控,相信大家对有线监控系统比较了解,有线监控系统主要由网络摄像机、云台、视频服务器、监控终端等设备组成。
而无线监控系统所需要的设备则比较简单,它只需要无线网络摄像机、无线AP、监控终端等设备组成,如果需要远距离无线监控,还要
增加户外无线网桥等设备。
在此提出一种基于嵌入式Windows CE5.O 的无线视频监控系统。
解决了传统视频监控系统成本高、体积大、传输距离有限、功耗大、安装不方便等问题。
该系统的设计将为无线视频监控提供一种新的思路、方法和技术路线;在安防、远程教育、远程视频会议、医疗系统等无线视频领域具有广阔的应用前景。
Windows CE 作业系统是Windows 家族中最新的成员,专门设计给掌上型电脑(HPCs)所使用的电脑环境。
这样的作业系统可使完整的可携式技术与现有的Windows 桌面技术整合工作。
Windows CE 被设计成针对小型设备(它是典型的拥有有限内存的无磁盘系统)的通用操作系统,Windows CE 可以通过设计一层位于内核和硬件之间代码来用设定硬件平台,这即是众所周知的硬件抽象层(HAL)(在以前解释时,这被称为OEMC (原始设备制造)适应层,即OAL; 内核压缩层,即KAL. 以免与微软的Windows NT 操作系统HAL 混淆)。
1 系统的整体硬件框图介绍
基于嵌入式WinCE5.0 的无线监控系统的硬件系统主要由嵌入式终端和服务器端的PC 机组成。
嵌入式终端平台的微处理器选择的是基于ARM9T20。
2010年第14期科技管理研究Science and Technology Management Research2010No.14收稿日期:2010-01-07,修回日期:2010-03-30基金项目:广东省自然科学基金项目“面向3G 终端的通用移动在线游戏引擎的研制”(9151064007000004)文章编号:1000-7695(2010)14-0233-04基于S3C2410A 的嵌入式远程视频监控系统的设计郭广明(广东科学技术职业学院,广东广州510640)摘要:给出了一种嵌入式远程视频监控系统的解决方案,构建了基于ARM 的硬件平台。
重点介绍了基于S3C2410A 处理器模块的构建、嵌入式Linux 开发环境的建立,设计了基于socket 技术的服务器和客户端应用程序,并以MPEG -4作为视频编解码标准,移植XviD ,最终通过软件实现视频采集和压缩。
综合测试表明嵌入式远程视频监控系统具有成本低、功耗小、稳定性和可靠性强、功能完善等特点,具有广泛的应用前景。
关键词:嵌入式系统;视频监控;MPEG -4;Linux 中图分类号:F224文献标识码:ADesign of Embedded Remote Video Monitoring System Based on S 3C 2410AGUO Guangming(Guangdong Institute of Science and Technology ,Guangzhou 510640,Guangdong )Abstract :This paper gives a solution of embedded remote video monitoring system ,builds an ARM -based hardware platform ,focuses on the construction of S3C2410A processor module and the setting up of embedded Linux development environment.It also designs the server -side and client application software based on socket technology ,uses MPEG -4as video coding standard ,transplant XviD ,eventually uses software to realize video capture and compression.Synthetical tests show that the embedded remote video monitoring system has characteristics of low cost and power consumption ,good stability ,reliability ,full function and a wide applications.Key words :embedded system ;video monitoring ;MPEG -4;linux1引言视频监控系统作为安全防范系统的重要组成,被广泛应用在多媒体视频会议、工业及家庭现场的远程监控等领域[1]。
基于S3C2410嵌入式视频监控系统的研究
1 系统硬件结构本系统采用模块化的结构设计思想,将设备分为主控模块和各个功能模块。
主控模块和各功能模块之间有统一的或者特定的接口形式,用户可根据不同的需要选用不同的功能模块,各种类型的数据可以同时传输而不相互干扰,同时也可根据市场的需求继续扩展其它功能模块。
远程无线视频监控系统是由以下几个模块组成:嵌入式ARM2410 核心控制模块、自动报警模块一面使嵌入式模块上的蜂鸣器发出警报声,同时发送报警信号通过GPRS 网络及时的传回远端的监控管理中心,以便管理人员及时发现并处理火情、传感器数据处理模块、USB 摄像头视频图像采集处理模块、GPRS 无线数据传输模块、远程监控软件模块。
图1 系统结构图
1.1 USB 摄像头驱动USB 核心在系统中起着重要的作用,它提供了一些专用的API 供设备驱动层操作,而对主控制器的操作则由系统完成了,USB 核心层对主控制器层的数据结构和操作进行了封装。
在编写USB 驱动时,只需要和USB 核心层进行交互。
对于具体设备的驱动编写主要也是设备层驱动的编写。
Linux 系统中USB 结构如图2 所示:
在Linux 内核中,设备驱动程序是一个个独立的黑盒子,使某个特定硬件响应一个定义良好的内部编程接口,这些接口完全隐藏了设备的工作细节。
用户的操作通过一组标准化的调用执行,设备驱动负责将这些调用映射到作用于实际硬件设备特有的操作上。
在Linux 系统中,设备驱动程序编译好后,有两种实现方法:一种是修改系统内核源码,把驱动静态编译进内核,使其成为内核的。
基于ARM处理器S3C2410的GSM远程监控系统
引言
目前,车载信息系统逐渐成为融合先进的电子、计算机、通信技术的智能交通系统(ITS)中必不可少的部分。
车载信息系统在统一的硬件平台上集成了汽车仪表、防盗监控、自动导航、媒体播放、浏览网络等多种信息服务,与车内多个部件的单独开发集成相比,节省了材料成本及通信成本,有利于汽车信息的数字化,也有利于提高整车性价比。
[1]
汽车监控系统,是车载信息系统的一个重要组成部分,为汽车的防盗提供重要的保障。
目前,汽车监控器的原理主要分为如下三类:短程监控和无线远程监控和GPS定位监控。
常用的近距离声音监控器一般通过振动传感器感知被保护物体(如汽车或保险箱)的异常振动,然后驱动大功率声音报警。
该监控方式缺点是监控距离短、对环境产生噪音污染、误报率高、监控器易被拆卸或遭破坏。
普通无线监控器则是利用专有的无线电频率进行信息的监控,具有传输距离短、易受障碍物干扰等缺点。
GPS定位报警器[1]利用现代电子信息技术、航天技术和网络技术,实现汽车与车主的实时信息反馈,也具有存在“盲区”,费用较高等缺陷。
GSM是目前基于时分多址技术的移动通信体制中较为成熟、完善、应用广泛的一种系统。
GSM系统集中了现代信源编码技术、信道编码、交织、均衡技术、数字调制技术、话音编码技术以及慢调频技术,同时在系统中引入了大量计算机控制和管理,因而保证了数据传输的正确性、安全性和可靠性。
[2]
ARM处理器是目前嵌入式系统中普遍采用的处理器,作为车载信息系统的硬件平台,具有体积小、成本低、性能高、内嵌资源丰富等特点。
为此,设计了一款基于ARM的GSM远程监控系统,它以GSM网络作为通信载体,以ARM 处理器S3C2410作为基本硬件平台,实现汽车状态的自动监测与及时控制。
1、系统分析
基于ARM的GSM汽车监控系统是一种新型的汽车监控系统,内部嵌入了专用通信模块。
该监控器的工作原理如图1所示:当传感器检测到车门开启或是发动机开启信号时,经过A/D转换模块将信号转换成数字信号并传送给ARM处理器,ARM处理器分析并处理该信息,将处理的结果(报警信息)以AT命令的形式发送给无线通信模块,无线通信模块将报警信号以短信的方式发送到预定的车主手机中。
车主根据收到的报警信息回复相应的短信,实现对汽车的控制如强迫关闭发动机或车门死锁等操作。
利用GSM网络,可以将报警信息传送到移动通讯覆盖的任何地方,克服了现有技术报警信号传送距离有限和噪音污染的缺陷。
监控器还应具有修改系统密码、动态设置监控器的控制与解锁指令、设置车主手机号码等指令,在进行这些设置时需要用户在短信中提供密码以进行身份校验。
图1 远程监控器硬件结构示意图
4、硬件设计
基于ARM的GSM远程监控系统主要包含S3C2410目标板、TC35i通信模块、SIM 卡模块、光电耦合器、传感器、控制器、电源系统等部分组成,如图2所示。
整个系统可分为三个部分:
1)监测部分车门开关传感器、发动机振动传感器通过光电耦合器与S3C2410目标板的GPIO端口相连,对连接传感器的端口将其配置为输入模式。
可以将相应的GPIO 端口与外部中断源进行绑定,当有相应信号产生时,触发中断,进行相应报警事件的处理。
2)控制部分控制器通过光电耦合器与目标板的GPIO端口连接,对连接控制器的端口配置为输出端口。
目标板发出的控制信号经控制器放大后去控制锁定/开启车门,或者控制发动机的熄火与启动
3)通信部分目标板通过串口与GSM移动通信模块相连接,以进行报警信息的发送或接收车主发送过来的控制指令及系统配置指令。
通信模块中有一张SIM卡,以实现对短信发送者或接收者身份的确定。
4)电源部分监控系统的电源部分包括目标板供电、控制器及传感器的供电,由于两者电压及电流的不同,这里用光电耦合器进行隔断,以避免控制器中较大的电流对目标板损坏。
整个电源系统可来自于汽车蓄电池,这样汽车熄火后也可以正常监控。
监控程序存储在目标板存储器中,监控程序是利用计算机进行交叉开发,最后下载固化到目标板中。
3、软件设计
远程监控系统在嵌入式Linux平台下,利用C语言进行开发。
远程监控系统主要分为如下模块:
1)无线通信模块主要负责通信短信的发送与接收。
短信的收发是通过向串口发送AT指令集来实现的。
AT指令集是GSM 模块与嵌入式计算机之间的通信协议。
AT指令是以AT作首,\r\n字符结束的字符串。
每个指令执行成功与否都有相应的返回。
其他的一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等),模块也将有对应的一些信息提示,接收端可做相应的处理。
所使用的短信息规范为GSM07.05,方式为PDU模式[4]。
PDU串表面上是一串ASCII 码,由’0’-’9’和’A’-’F’这些数字和字母组成,它们是8位字节的十六进制数。
PDU 串不仅包含可显示的消息本身,还包含很多其他的附加信息,并且发送和接收的PDU串的结构也不完全一样。
发送短消息的PDU串的格式如表1所示,接受短消息格式与此略有不同,这里不再赘述。
分段含义说明
表1
短信PDU编码的生成与解码都按照GSM07.05规范写成相应的函数以供监控模块和系统设置等模块调用。
2)监测与控制模块监测模块主要完成对传感器信息的检测,在满足条件时产生中断,在中断服务程序中,生成报警短信并调用发送短信函数将报警信息发送给车主手机中。
控制模块根据接收到的短信内容,发送相应的控件信号给控制器。
3)系统设置模块主要完成对车主手机号码、短信中心号码、系统密码、报警信息内容、回复指令内容等内容的修改,以增加系统的安全性。
设置短信内容格式如表2所示。
表2 远程监控系统应用层指令
有关系统设置的信息以数据文件的方式存放在系统存储器中。
当修改设置时,就会修改该文件中的内容。
整个系统的程序流程如图3所示。
整个监控系统一上电后就开始运行,只要有检测的中断事件发生,就处理中断。
当有新短信到达时,也会向串口发送一指定信息,因此对串口数据的接受也应采用中断方式。
这样系统的效率较高,避免程序的不断循环而浪费处理器资源。
5 结束语
基于ARM的GSM远程监控器是目前较为先进的汽车监控系统,它具有如下特点:1)利用短信作为传输手段,可以实现汽车状态信息的“零时间报警”;2)借助于全球化的GSM网络,无论车主身在何处,都可以“长距离报警”;3)以ARM为基础的汽车监控系统作为车载信息系统的一部分,在整体上具有“高性价比”;4)使用手机作为监控器的操作终端,手机短信作为控制指令载体,具有操作方便的特点。
基于ARM的GSM远程监控系统不光是在汽车防盗系统中有着广泛应用,同时它也提供了一种现代远程监控系统的新模式,在铁路、交通、电力、工业、环保、水文等多种领域有着广泛的应用前景。
参考文献
[1] 汤志伟,陆亨立.基于嵌入式Linux的汽车信息服务系统[J].微计算机信息,2006.3-2:209-211.
[2] 杨利娟,鲁周迅.基于GSM线路检修监控系统的设计与实现[J].微计算机信息,2005.7-1:149-150
[3] 黄贤英,陈缓.基于Linux的嵌入式汽车智能监控系统的设计[J].微计算机信息,2006.12-2:226-228
[4] 中国电子技术信息网. 通过串口收发短消息[EB/OL].。