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谈淼华 Linux下视频监控系统的设计与实现

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密级：JINGGANGSHAN UNIVERSITY 本科毕业论文（设计）题目：Linux下视频监控系统的设计与实现学院电子与信息工程学院专业电子信息科学与技术姓名谈淼华班级 2010级电信本(1)班学号 100916016指导教师杨建平起讫时间 2013.11——2014.05Linux下视频监控系统的设计与实现作者:谈淼华 2010级电信本(1)班指导老师:杨建平[摘要]随着电子信息技术的快速发展，视频监控大步的走向了大家的视野，也越来越普及化。

说明在生活中扮演者越来越重要的角色，其中一个最重要也是最显著的特点就是提供了安全防御、并监控记录。

它的这个特点使得应用领域十分的广泛，生活中最普通常见的就是超市商品监控，道路红绿灯及重要路段的同步录像，学校及居住小区出入人员的视频监控，以及在银行重要的安全领域扮演了必不可少的角色。

它为我们的生活提供了大量的信息，可以在夜里，以及无人看守及不安全的领域把整个镜象记录下来。

视频监控给我们的世界建立了一个安全可靠的安全防御系统和调查取证系统，给人们的生活带来了大量的便利。

本监控系统在linux环境下创建，socket编程搭建服务器，负责收集摄像头的图像数据，其中摄像头的数据通过v4l2编程获取，为连接上的用户提供视频服务。

[关键词]视频监控系统；socket编程；linux环境；v4l2编程Design and Implementation of Video surveillance systerm on LinuxAuthor :tanmiaohua Teacher:yangjianpingDept. of Computer， Jinggangshan College，Ji’an，343009，China；[Abstract]With the rapid development of electronic information technology, video monitoring is gradually toward the everyone's field of vision, also more and more accepted.It plays more and more important role in our lives, one of the most important and the most significant characteristic is to provide the security and defense, and monitoring records.This characteristic makes it application field is very wide, the most common thing in life is to monitor, supermarket goods, road in the rate of red light and important road synchronized video, video of monitoring in schools and residential area or personnel or the bank and important security domain plays an essential role.It provides a large amount of information for our life, can be in the middle of the night, and no one guards and unsafe areas the whole mirror recorded.Video monitoring set up a secure and reliable security defense system and investigation system for our world, brought a lot of convenience to people's life.Creating this monitor system in the Linux environment, building server socket programming, responsible for collecting the image data of cameras, the date gained by v4l2 programming of cameras, video serviced for the connected user.[Key words]Video surveillance systerm；Socket program；Linux environmen；v4l2 program目录第1章前言 (5)第2章软件设计 (6)2.1 软件开发说明 (6)2.1.1 软件开发流程 (6)2.1.2 软件开发目标 (6)2.2 视频监控结构 (6)第3章视频监控的设计 (7)3.1 视频采集模块 (7)3.1.1 驱动的概念 (7)3.1.2 ioctl函数 (7)3.1.3 v4l2编程介绍 (8)3.1.4 v4l2接口函数 (8)3.1.5 视频采集流程 (9)3.1.6 视频内存映射 (9)3.1.7 缓存队列 (10)3.1.8 视频采集技术点 (11)3.2 服务器管理模块 (11)3.2.1 socket编程介绍 (11)3.2.2 socket编程流程 (12)3.2.3 socket编程函数 (12)3.2.4 多线程处理 (13)3.2.5 cpu执行方式解说 (14)3.2.6 线程同步和互斥 (14)3.2.7 条件变量 (15)3.2.8 信号机制 (15)3.3 客户端浏览器模块 (16)3.3.1 浏览器访问 (16)3.3.2 http协议 (17)3.3.3 http响应头部信息 (17)第4章视频监控模块代码的实现 (17)4.1 头文件代码部分 (18)4.1.1 v4l2编程"mdev.h"代码 (18)4.1.2 服务器"mser.h"代码 (19)4.1.3 图片显示"print.h"代码 (19)4.1.4 图片像素"huffman.h"代码 (19)4.1.5 主函数"main.h"代码 (22)4.2 源文件代码部分 (22)4.2.1 视频采集编程代码 (22)4.2.2 服务器编程代码 (33)4.2.3 打印图片代码 (30)4.2.4 主函数编程代码 (32)4.3 编译链接 (32)第5章编译链接Makefile实现 (33)5.1 Makefile的介绍 (33)5.2 Makefile的实现 (33)第6章视频监控系统测试 (34)6.1 测试内容 (34)6.1.1 视频采集块数据测试.................... 错误！未定义书签。

6.1.2 服务器整体数据测试.................... 错误！未定义书签。

6.2 参数调试 (37)第7章主要技术设计与功能 (38)7.1 主要技术方案 .............................. 错误！未定义书签。

7.1.1 介绍................................ 错误！未定义书签。

7.1.2 技术方案特点......................... 错误！未定义书签。

7.2 主要功能 (38)7.2.1 帧率设置 (38)7.2.2 图片格式设置 (39)7.2.3 像素大小设置 (39)第8章结束语 (38)主要参考文献 (40)致谢 (40)第1章前言如今的社会，是电子信息高速发展的社会，人们的生活水平提高了好多。

视频监控则成为人们生活中一个替代观察和监督的重要一部分，它以图片直观的展现所在的地的镜像，出现的人或事物，让人可以随时查看和监控所在区域发生的一切。

从商品超市，到学校，小区，及交通路口都可以看到监控设备的大量存在，可见，在人们的生活中，已扮演一个越来越重要的角色。

本研究的视频监控系统，是在基于linux环境下创建实现的，分为三大块，图像采集的一大块，linux视频驱动接口v4l2编程，用来进行图片的采集，对于视频驱动，直接是生产厂家的摄像头自备有，插上linux系统就会自动安装，只需通过v4l2编程接口进行视频设备的操作。

第二大块，通过linux系统socket编程，创建服务器，服务器分为两个服务，一个用于接收v4l2编程采集的图片信息数据；另一个服务用于将收集到的图片信息数据，为连上的客户端提供服务，这样客户端就可以访问了。

第三大块，客户端部分，可以利用浏览器做为客户端，在浏览器地址栏输入服务器的ip地址，也可以是其它远程客户端通过网络来访问，浏览器具有第三方协议，支持tcp/ip协议，这样就可以在界面不断刷新的图片，也就是形成的图片流即视频，显示出来，用户就可以通过看到的监督和观察周围所发生的的一切。

这三个部分就构成了视频监控系统的基本的三个部分，也是基本模块化思想。

本视频监控系统，采用模块化思想，便于调试和查错，结构清晰，具有良好可拓展性；内部数据进行了封装，实用性和保密性好。

主要技术性采用多线程处理技术，可支持多个客户端的同时访问，同时访问时解决的是通过互斥与同步，通过互斥锁，解决了信号的同步，不会造成信息乱串，这样就能提供稳定的视频流，增强了图片的不丢失率和错误率，是本系统的重要部分。

本系统采用B/S结构思想，服务器是在linux下创建的，用于不断地提供服务，只要服务器工作就可以一直为连上的客户端服务。

客户端只需IE、火狐等浏览器，只要在浏览器输入ip地址和端口号视频命令，如http//：192.168.1.2:8080/?/action:stream ，实现过程是，摄像头将捕捉到图片数据，服务器将图片信息数据传给浏览器，然后浏览器将一张张图片显示出来，形成视频。

这样就实现了视频监控的过程。

第2章软件设计软件设计前，首先对整个项目要有总体的分析，总体的把握，把项目细分，分为多个模块，再逐一将各个模块的功能功能实现，对于系统所提供的接口、及所运行的环境，要纳入的设计之中，这样再对系统的概要设计和详细设计和测试去一个个实现。

2.2 软件开发说明2.1.1 软件开发流程需求分析：市场上很多领域需要视频的监控，比如安全防盗，区域监控，地质勘查，小区及学校区域的监控。

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基于嵌入式Linux的视频监控系统设计与实现的开题报告

基于嵌入式Linux的视频监控系统设计与实现的开题报告

基于嵌入式Linux的视频监控系统设计与实现的开题报告一、研究背景随着社会的发展和科技的进步，人们对于安全问题的关注度越来越高，视频监控系统在安防领域的应用也越来越广泛。

经过多年的发展，视频监控系统不仅可以实现实时监控和录像回放等功能，还可以通过网络实现远程访问和管理，这为安防工作带来了很大的便利与可靠性。

在视频监控系统的设计中，软件平台是一个非常关键的部分。

嵌入式Linux作为一种轻量级的操作系统，具有开放源代码、易于移植和扩展性强等优点，已经成为嵌入式设备开发的主流平台。

在视频监控系统的设计与实现中，基于嵌入式Linux的解决方案已经广泛应用，并取得了良好的效果。

二、研究目的本文主要针对基于嵌入式Linux的视频监控系统设计与实现进行研究，旨在实现以下目标：1.实现视频监控系统的硬件和软件设计，在系统开发中应用嵌入式Linux平台，选用适合的硬件平台集成摄像头等硬件资源。

2.设计和实现视频监控系统的网络通信功能，实现视频监控系统的实时监控和远程访问等功能。

3.实现视频监控数据的组装、传输和存储等功能。

4.完成系统性能测试，对系统进行功能测试和用户友好性测试，取得满意的结果。

三、研究方法本文采用实验法和文献研究法相结合的方法对基于嵌入式Linux的视频监控系统进行研究与设计。

首先，对相关文献进行阅读，系统的学习和掌握基于嵌入式Linux的视频监控系统的设计思路和相关技术；其次，通过实验，设计和实现基于嵌入式Linux的视频监控系统，对系统的性能、功能和可靠性进行测试验证；最后，对实验结果进行分析总结，并提出未来的研究方向和改进措施。

四、预期成果本文旨在基于嵌入式Linux的视频监控系统设计与实现。

主要研究内容包括视频监控系统的硬件和软件设计、网络通信功能的实现、视频监控数据的组装、传输和存储等功能。

预期成果如下：1.完成基于嵌入式Linux的视频监控系统的设计和实现，实现实时监控和远程访问等功能。

基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统研究

基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统研究

基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统研究一、概括随着科技的飞速发展，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。

本文主要研究了基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统的设计、实现与应用。

该系统采用了先进的ARM处理器和Linux操作系统，结合了网络视频监控技术，实现了对实时视频信号的采集、处理、传输和存储等功能。

通过对系统的设计与实现，可以为用户提供一个高效、稳定、安全的视频监控解决方案，满足现代社会对安防监控的需求。

同时本研究还探讨了如何利用现有的软硬件资源，提高系统的性能和稳定性，以及如何将该系统应用于其他领域，拓展其应用范围。

1. 研究背景和意义随着科技的飞速发展，网络视频监控系统在各个领域得到了广泛的应用，如安防、交通、教育等。

特别是在近年来，随着物联网技术的不断成熟，嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛。

然而传统的嵌入式网络视频监控系统存在一定的局限性，如实时性差、稳定性低、扩展性不足等问题。

因此研究一种基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统具有重要的理论和实际意义。

首先基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以提高系统的实时性和稳定性。

ARM处理器具有低功耗、高性能的特点，而Linux 操作系统具有良好的稳定性和可扩展性。

将这两者结合起来，可以有效地解决传统嵌入式网络视频监控系统中实时性和稳定性方面的问题，为用户提供更加稳定、可靠的监控服务。

其次基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统具有较强的扩展性。

随着视频监控技术的发展，监控场景和需求也在不断变化。

传统的嵌入式网络视频监控系统往往难以满足这些变化的需求。

而基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以通过模块化设计和软件定义无线电技术，实现系统的灵活扩展，以适应不同场景和需求的应用。

此外基于ARM和Linux的嵌入式网络视频监控系统可以降低系统的成本。

随着芯片工艺的进步和开源软件的发展，ARM处理器和Linux 操作系统的价格逐渐降低。

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现

基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现随着科技的发展和智能化应用的普及，基于嵌入式Linux的视频监控传输系统已经成为了一个不可忽视的领域。

本篇文章将介绍一个基于嵌入式Linux的视频监控传输系统的设计与实现。

1.系统设计整个视频监控传输系统由视频源、视频传输、视频接收三个部分组成。

其中视频源可以是任何摄像头或者视频采集设备，视频传输是通过网络将视频数据传输到接收端，视频接收可以是监视器或者终端设备。

1.1 系统架构整个系统采用了典型的客户端-服务器端架构。

系统由两个主要部分组成：服务器和客户端。

服务器端负责视频数据采集、压缩、打包、封装、传输和解析，由于视频数据包较大，需要采用网络传输。

客户端主要是展示视频，需要解析数据、解压缩、解包和显示。

1.2 视频数据采集为了获取视频数据，需要选择合适的采集设备或摄像头。

设备或摄像头的选择应根据具体的需求来进行选择，例如，需要监控室内还是室外、需要多大的视角、传感器的大小等。

本系统选择了一个单片机和一个摄像头的组合作为视频源，通过I2C数据总线将数据传输到linux系统上。

1.3 视频数据传输视频数据传输的方式有很多种，本系统采用了TCP/IP协议进行传输。

TCP协议具有高可靠性，可以保证数据传输的稳定性和可靠性。

2.系统实现2.1 环境搭建首先需要搭建嵌入式linux系统环境。

本系统选择了树莓派作为嵌入式linux系统的平台，安装了嵌入式linux系统和相关驱动程序。

2.2 实现视频数据采集树莓派使用I2C作为数据总线，因此需要编写相关驱动程序实现摄像头与单片机之间的数据传输。

本系统采用了V4L2编写驱动程序，可以实现摄像头数据的采集与传输。

2.3 实现视频数据传输视频数据传输是本系统的重点，需要实现高效、稳定的数据传输。

本系统选择了TCP/IP协议进行数据传输，采用了socket 编程实现。

2.4 实现视频数据解析与显示服务器发送的视频数据需要在客户端进行解析和显示。

浅析基于嵌入式Linux的主从式视频监控系统的设计

浅析基于嵌入式Linux的主从式视频监控系统的设计

２６２华章二○一一年第十一期M a g n i f i c e n t W r i t i n g郭世春（1982—），男，河北省秦皇岛职业技术学院，助教。

作者简介：［摘要］本文通过分析主从式网络视频监控系统，针对其构建主模块和从模块使用的全嵌入式设备、嵌入式视频服务器模块、现场监控点模块之间通信的手段问题，经过测试与验证，总结出本系统具有可靠性高、环境适应性强、体积小、使用方便、功耗低、速度快、成本低等特点，能够符合视频监控系统的发展方向。

［关键词］视频传输系统；嵌入式Ｌｉｎｕｘ；视频监控系统总体结构：通过把摄像头输出的模拟视频信号直接输入到嵌入式视频压缩编码器，这个是本文所论述的视频监控系统，然后再转换成压缩码流（适合于进行网络传输）。

嵌入式视频压缩编码器具备网络通信、自动控制、视频编码处理等强大功能，对于网络视频传输和网络管理可疑直接支持，使监控范围达到前所未有的广度。

本系统在嵌入式平台上构建了主模块和从模块，嵌入式视频服务器模块为主模块，现场监控点模块为从模块，以太网线是这两者及用户端浏览器之间采用的物理媒介，基于以太网上多种Internet 通信协议来实现嵌入式视频服务器、用户端浏览器和现场监控点三者之间的视频数据和有效传输控制信息。

这个总体的结构主要由三大部分构成：嵌入式视频服务器、视频监控前端(视频监控点)、视频监控终端。

视频服务器采用基于S3C244A 为微处理器的ARM9嵌入式平台，是具有双以太网口、IDE 硬盘接口、串口等外围电路的嵌入式系统。

监控点采用高速双核达芬奇(TMS320DM6446)芯片++H.264压缩算法，DM6446具有高性能的TMS32064+(600MHz )和精简指令集的9262EJ-S (300MHz )的双核体系结构，用来解决实时性高，运算量大的挑战。

1、系统硬件设计本系统硬件采用模块化设计，主要模块包括视频采集模块、音频编码模块、10/100M 以太网物理层电路模块、视频服务器的硬盘存储模块等模块。