目录
第一章绪论 (1)
1.1研究背景 (1)
2.1总体框架设计 (2)
2.2系统硬件构成 (3)
2.3系统应用软件设计 (5)
2.4本章小结 (6)
第三章嵌入式Linux操作系统及开发环境的建立 (6)
3.1嵌入式Linux操作系统 (6)
3.2交叉开发环境的建立 (7)
3. 2. 1 GNU开发工具集 (8)
3.2.2建立宿主机交叉开发环境 (9)
3.3基于嵌入式Linux的上层软件开发模式 (10)
3. 3. 1应用程序的开发 (10)
3.3.2应用程序的调试 (10)
第四章视频数据采集与处理 (11)
4.1嵌入式Linux下的视频采集模块软件设计 (11)
4. 1. 1 USB摄像头驱动程序加载 (12)
4. 1. 2基于V4L模块的程序开发 (13)
4.2图像识别报警模块软件设计 (16)
4. 2. 1基本结构与算法原理 (17)
4.2.2基于边缘的背景去除算法的原理与实现 (18)
4. 2. 3语音采集与报警的实现 (20)
4.3图像数据压缩模块软件设计 (22)
4.3.1 MPEG-4压缩理论与实现 (22)
冷轧辊4.4本章小结 (27)
第五章网络视频传输模块软件设计 (27)
5.1流媒体传输控制协议栈 (27)
5.2 RTP/RTCP协议分析与实现 (29)
5. 2. 1 R丁P协议分析 (29)
5. 2. 2 RTCP协议分析 (30)
5. 2.3 RTP/RTCP协议的软件设计与实现 (31)
5.3基于RTP/RTCP的MPEG一4传输技术 (35) 5. 3. 1 RTP有效载荷的确定 (35)
5. 3. 2 VOP的封装算法 (36)
5.4 RTSP服务器建立 (37)
5. 4. 1 R丁SP协议概述 (37)
5. 4. 2 RTSP的消息 (38)
5. 4. 3 SDP会话描述协议 (38)
5. 4. 4 RTSP的方法 (39)
箱包提手5.4.5监控系统中R下SP服务器的设计与实现 (40)
5.5本章小结 (44)
第六章总结与展望 (44)
镜片镀膜机
6.1论文总结 (44)
6.2研究展望 (44)
参考文献 (45)
II
第一章绪论
1.1研究背景
现在每个人都生活在嵌入式产品的世界里，在手表、手机、照相机、汽车，甚至运动鞋里都有嵌入式系统的身影。嵌入式系统小到一个芯片，大到一个标准的PC板，种类繁多，形式各异。事实上，嵌入式设备在数量上远远超过了各种通用计算机。PC的各种输入输出和外部设备均是由嵌入式处理器控制的，每台PC的外部设备中包含了5 ^J10个嵌入式微处理器，而一些高档汽车中则包含了30到50个甚至更多的嵌入式微处理器，在工业流水线控制、通讯、仪器仪表、船舶、航空航天、军事装备等领域更是嵌入式计算机的天下。
嵌入式系统的发展离不开通信和网络等技术的支持，嵌入式设备的联网成为必然趋势。面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口，如IEEE1394,USB, CAN, IrDA或Bluetooth, GPRS等无线网络接口，同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件，在这样的趋势下，嵌入式Internet (Embedded Internet )技术应运而生。
嵌入式Internet是指设备通过嵌入式模块而非PC接入Internet，以Internet
为介质实现信息交互的技术。例如，工业远程监测系统是利用Internet技术和总线控制技术实现远程数据采集、分析并实时监控设备运行，从而降低成本，提高效率；手持智能设备通过GPRS等无线接入方式和Internet相连，代替PC在Internet 进行个人数据传输、处理和存储，如收发邮件，下载资料，即时聊天等；远程视频监控系统是利用Internet以及视频压缩等技术将实时视频数据传到监控中心，其应用范围极为广泛。嵌入式Internet带来的不仅是传输方式的改变，更重要的是拓宽了传统设备信息交流的范围。通过Internet，任何地点，任何时间，任何两个设备的信息交换都将成为可能，从而真正步入了“信息化”社会。
程控步进衰减器系统
1.2无线视频监控应用开发意义
研究表明，人类通过视觉所获取的信息约占到其获取的总信息量的70%，视觉信息具有直观、可靠等一系列优越性。近年来，随着计算机、网络及通信技术的迅猛发展，整个世界对网络视频方面的投入
逐年加大，相关应用也越来越广泛，形成了具有巨大发展潜力的市场，日益受到人们的重视和关注。
视频监控系统的发展基本上是从早期的模拟闭路电视监控系统向数模结合 的视频监控系统和现在的数字视频监控系统演变的过程。其中，利用网络实现视频监控已成为一种趋势，传统的模拟视频监控技术正在逐步向数字化、网络化、智能化、无线化发展。可以说，视频监控进入了全数字化的网络时代。
模拟视频监控系统中的信息流为模拟的视频信号，系统的网络结构主要是一种单功能、单向的信息采集网络，因此系统尽管已发展到很高的水平，己无太多
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潜力可挖，其局限性依然存在。模拟监控系统的主要缺点有:
(1)通常只适合于小范围的区域监控。模拟视频信号的传输工具主要是同轴电缆，而同轴电缆传输模拟视频信号的距离不大于1 Km，双绞线的距离更短，这就决定了模拟监控只适合于单个大楼、小的居民区以及其它小范围的场所;
(2)系统的扩展能力差。对于已经建好的系统，如要增加新的监控点，工程繁琐复杂，新的设备也很难添加到原有的系统之中;
(3)无法形成有效的报警联动，由于各部分独立运作，相互之间的控制协议很难互通，联动只能在有限的范围内进行。
数字视频监控系统将系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制。
在国内外市场上，主要推出的是数字控制的模拟视频监控和数字网络视频监控两类产品。前者技术发展已经非常成熟、性能稳定，并在实际工程应用中得到广泛应用；后者是新近崛起的以计算机技术及图像视频压缩为核心的新型视频监控系统，该系统解决了模拟系统部分弊端而迅速崛起，但仍需进一步完善和发展。嵌入式方式的视频监控系统主要是以嵌入式视频服务器方式提供视频监控。其具有布控区域广阔、几乎无限的无缝扩展能力、易于组成非常复杂的监控网络、性能稳定可靠等特点，必将成为今后视频监控领域的主流产品。本文的工作就是开发一套基于ARM处理器和USB摄.像头的嵌入式无线网络视频监控系统。
本文所设计的嵌入式无线视频监控系统顺应视频监控系统的发展趋势，结合先进的视频压缩技术和网络传输协议，并将近几年来，逐渐成熟的无线通讯技术运用到视频监控中，具有一定的理论和实践价值。需要指出的是，由于现在的GPRS网络稳定性和覆盖范围的局限，这里考察的这类无线监控系统还没有真正得到商业上的大规模应用。但是，相信随着无线网络的建设，特别是第三代移动通信网络的建设和成熟，此系统在不远的将来一定会得到广泛的应用。
第二章嵌入式无线视频监控系统总体方案设计嵌入式无线视频监控系统涉及通信技术和视频压缩技术等多方面要点，良好的总体方案设计是系统开发成功的关键，本章提出系统设计的总体方案，分别从硬件方案和软件方案两个方面介绍。
2.1总体框架设计
风力摆控制系统
视频监控系统的一般过程是：在一些重要的场所安放一个或若干个摄像机拍摄监控现场，然后将视频信号通过一定的传输介质传到指定的监控中心实时播放，或是再通过存储设备，将媒体存储到存储介质上，同时还可以根据不同需要和途径在现场安装其它的探测装置作为监控系统的辅助设备，如温湿度传感器、声音报警装置等。根据视频监控系统的特点构建系统总体框架如下:
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图2. 1监控系统总体框架设计
整个无线视频监控系统由嵌入式微处理器系统和被控对象组成，嵌入式微处
理器系统是整个系统的核心，由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。其中软件层完成监控系统的视频图像，音频数据的采集压缩，识别报警等功能，并为构建流媒体服务器实现网络通信协议；被控对象则是USB 摄像头、GPRS 无线网络连接模块，声音接收器和其他监测传感器等，它们接收嵌入式微处理器系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。
2.2系统硬件构成
整个嵌入式无线视频监控系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入
式操作系统以及应用软件等几部分组成。
嵌入式微处理器方面，RISC 技术推动着计算机体系结构从封闭的CISC 向
开放的结构发展。全球各大CPU 芯片制造厂商争相开发生产RISC 芯片，目前
的典型结构为ARM 系列、MIPS 和SH}I}。一般的嵌入式实时操作系统都支持
上述R.ISC 微处理器。ARM 公司是一家IP 供应商，其核心业务是IP 核以及相
关工具的开发和设计。ARM 公司的IP 核也由ARM7 } ARM9发展到今天的ARM 11版本。
一般而言计算机体系架构设计主要由以下几部分组成：指令集设计，CPU 核
的设计，流水线技术，存储器层次结构设计，I/O 系统设计。RISC 思想的提出从简化指令集的角度降低了微处理器的开发难度和成本，同时提高微处理器的并行度。
ARM 微处理器特点：体积小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb (16
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