论文总字数：17466字

摘 要

论文研究开发了一个体积小、性能较好且较稳定、价格较为低廉的视频监控系统。使用Raspberry Pi开发板结合USB摄像头组成视频监控系统的硬件平台，在Raspberry Pi上安装Raspbian系统，采用mjpg-streamer技术实现对USB采集视频的分析与处理，利用轻量级web框架flask构造的下载器对录制视频进行下载，实现了视频监控的效果，对于开发价格低廉性能稳定的小型视频监控系统具有积极的意义。

论文首先介绍了视频监控系统的背景，然后对本课题硬件平台的搭建以及软件系统的设计进行了详细描述，最后给出了系统的调试过程。

关键词：Raspberry Pi Raspbian mjpg-streamer 视频监控

Design of Monitoring System Based on Raspberry Pi

Abstract

The paper researched and developed a video monitoring system with small size, good performance, stability, and low price. Using Raspberry Pi development board combined with USB camera to form the video monitoring system hardware platform, installing Raspbian system on Raspberry Pi, using mjpg-streamer technology to analyze and process USB capture video, and using a lightweight web framework flask to construct the downloader Downloading the recorded video achieves the effect of video surveillance, which is of positive significance for the development of a small-sized video surveillance system with stable performance and low price.

The paper first introduces the background of the video surveillance system, then describes the hardware platform construction and the software system design of this topic in detail. Finally, the system debugging process is given.

Keyword：Raspberry Pi;Raspbian;mjpg-streamer; Video Surveillance

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1监控系统的研究背景 1

1.2论文的研究内容 2

第二章 系统方案设计 3

第三章 硬件平台及开发环境的设计 5

3.1 视频监控系统的硬件架构 5

3.1.1 Raspberry Pi开发板介绍 5

3.1.2摄像头的选择 6

3.2 开发环境 6

3.2.1 Linux系统的选择 6

3.2.2 操作系统的安装 7

3.2.3 SSH工具 9

3.2.4 vim文本编辑器 10

第四章 系统软件设计 13

4.1 舵机控制 13

4.1.1 控制引脚选取以及控制信号选择 13

4.1.2 舵机转动的实现 15

4.1.3舵机网页控制 18

4.2 视频采集及网页展示 20

4.3 视频录制 22

4.4 视频下载 23

第五章 系统调试 24

5.1系统实物调试效果 24

5.2系统实现效果分析 28

总结与展望 29

工作总结 29

展望 30

参考文献 31

第一章 绪论

1.1监控系统的研究背景

随着科学技术的高速发展，人们普遍越来越关注私人住宅的安全，在家中安装一个功能强大、价格较低的视频监控系统显得越来越重要。传统的视频监控系统一般都需要昂贵的专业设备，并且其安装过程复杂、使用不够方便、价格也较高，条件一般的家庭很难负担得起，其复杂的开发程度也不利于推广使用。所以开发出安装简单、价格低廉的视频监控系统显得十分重要。

视频监控系统一般来说主要包括视频的采集、视频的管理、视频的传输、视频的存储、视频的显示、后端方面的控制等部分。

在视频的采集部分中，一般包括位于前端的摄像头模块、供电用的电源以及安装用的支架等器件。监控摄像头将捕捉到的视频画面转换为可用来进行传输的信号，传输到LED屏幕、手机、电脑显示器等显示设备上。

视频的管理部分。一般分为两种监控方式：模拟监控以及数字监控。这里主要介绍数字监控方式。数字监控方式，通过编写用于监控的软件，最后主要达成实时观看监控的画面，并且将监控画面进行录像存储等效果。

视频的传输部分，主要作用是将视频采集部分捕捉到的视频画面传输至视频监控中心。

视频的存储部分，通过容量较大硬盘或者存储卡实现存储部分的主要功能，将录像的设置配置完毕之后就可以将录像存储在硬盘上。

视频的显示部分，核心是显示器等设备。

后端的控制部分，使用VGA分配器，三维键盘等设备，这些可视化设备能让操作人员操作起来更加灵活方便，提高工作效率。

1.2论文的研究内容

课题设计要求设计一个基于树莓派的视频监控系统，通过指令操控舵机来控制摄像头的位置，实现视频的实时监控、录制功能。

论文所介绍的视频监控系统是以Raspberry Pi为硬件平台、基于Linux的Raspbian应用系统和Mjpg-streamer程序的视频监控系统。

熟悉树莓派平台，构筑硬件开发平台，利用搭载mjpg-streamer软件的开发平台进行视频数据的采集、处理以及传输工作。实现功能一体化的视频监控系统。

论文设计并实现了基于树莓派开发平台，采用Linux操作系统，通过搭载的摄像头模块捕捉视频画面，接着采用Mjpg-streamer以流的形式将视频图像信号传输到拥有浏览器的显示设备，而这一过程是基于ip的网络通道实现传输的。mjpg-streamer访问Linux UVC兼容摄像头用的是HTTP方式。最终通过修改浏览器的浏览界面，增加html界面的控制摄像头转动功能，并且实现视频的录制下载功能。

第二章 系统方案设计

论文的设计目标是利用树莓派以及摄像头实现视频监控系统。系统主要由树莓派硬件平台、摄像头模块、显示模块作为硬件部分，采用Raspbian操作系统、图像处理软件等作为软件部分共同构成。其中硬件部分主要有视频采集部件和视频显示部件，程序部分的主要构成有：基于树莓派的操作系统、视频采集录制下载程序及网页展示程序等。该系统设计方案的总体框架如图2-1所示。

图2-1 系统设计方案框图

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