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摘 要

随着科学技术的发展，安防监控逐步走向多样化，视频监控就是其中之一。而近年来，得益于不断进步的计算机网络和图像处理能力，我国在这一领域的发展也非常迅速。本文结合嵌入式Linux开发技术和图像处理的相关知识，设计了一种基于ARM9处理器的视频监控系统——主要是以ARM9(S3C2451)为核心架构，通过软件编程实现视频的采集、播放和系统的控制。本课题主要内容：在ARM9(S3C2451)开发板上移植好嵌入式系统，然后通过V4L2编程采集视频数据，利用网络传输到PC机上，在PC机上建立服务器播放视频并且控制整个系统。

关键词：嵌入式 Linux ARM9 视频监控 网络传输

Design of Video Surveillance System Based on ARM9 (S3C2451)

Abstract

With the development of science and technology, security monitoring systems become more and more diversified gradually -- the video surveillance system for instance. In the past few years, video surveillance in China has developed a lot due to the progressive computer network and image processing capability. On the basis of related theories of embedded Linux system and image processing, the project has designed an ARM9-based video surveillance system – mainly to ARM9 (S3C2451) as the core architecture, through software programming to achieve video capture, playback and system control. The main content of this subject: transplants the embedded Linux operating system to the development board of ARM9(S3C2451), through V4L2 programming collects video data later, and then transmits the data to the PC via network. At last, a server is set in the PC to play the video and control the whole system.

Keywords: embedded; Linux; ARM9; video surveillance; network transmission

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 设计背景及意义 1

1.2 设计内容 1

1.3 论文结构 2

第二章 嵌入式系统平台 3

2.1 嵌入式系统简介 3

2.2 嵌入式处理器 3

2.3环境搭建 4

2.3.1 硬件系统构成 4

2.3.2 软件系统构成 5

2.3.3 引导加载程序Bootloader 5

2.3.4 内核kernel裁剪 6

2.3.5 文件系统制作 6

2.3.6 交叉编译器的安装 7

2.3.7 NFS服务器的建立 7

2.3.8 SDL库的移植 7

第三章 视频图像的采集和播放 10

3.1 V4L2编程 10

3.1.1 V4L2中主要定义的数据结构 10

3.1.2 V4L2编程中摄像头的I/O控制 11

3.2 使用SDL 库对视频进行播放 14

第四章 视频传输 17

4.1 视频传输 17

4.2 TCP/IP 介绍 17

4.3 网络编程 19

4.3.1 创建Socket 20

4.3.2 Socket的配置 20

4.3.3 连接的建立 20

4.3.4 数据传输 21

4.3.5 结束传输 21

第五章 人机交互界面开发 22

5.1 GTK 概述 22

5.2 GTK 人机交互界面 22

第六章 系统测试 25

6.1 执行程序 25

6.2 执行结果 26

总 结 27

参考文献 28

致 谢 30

附 录 31

第一章 引 言

1.1 设计背景及意义

视频监控系统是一项伟大的科技成就，在经过长时间的发展后，它在我们的生活和工作中都有了很广泛的应用。它的优点很明显，工作稳定，在一些环境恶劣的让人无法工作的地方它也能保证正常的工作，而且不会产生人的视觉疲劳这种缺陷，可以24小时不间断工作。在生活中，视频监控也给我们带来了很多便利，比如交通，家居安防；治安方面比如银行，厂房，施工地点等。虽然这种技术已经发展的不错，趋向于成熟，但是它还是有很多的潜力可以挖掘。所以我觉得对视频监控的研究，对今后我国各行各业的发展都有很重要的意义。

1.2 设计内容

1. 开发环境的搭建

本设计的Linux操作系统是Red Hat Enterprise Linux 5，是在虚拟机中，可以和Windows操作系统进行数据共享的，可以加快开发速度。在PC主机上建立好嵌入式系统开发环境，然后在PC机上编写代码，通过arm-linux-gcc交叉编译好写好的程序，汇编、链接成一个可以运行的.out文件，然后把生成的可执行文件下载ARM9开发板上运行。对应的在开发板上也需要搭建好开发环境，启动代码，内核，文件系统缺一不可。

2. SDL库的移植

SDL库是一套跨平台多媒体开发库，它是免费开源的，最主要的是它都是使用c语言写成的。SDL库封装了复杂的视音频底层操作，它提供了数种控制图像、声音的输入输出的函数，用户只需要使用它所提供的API就能开发出应用程序，因此我选择使用SDL库来播放采集到的视频数据。

3. 图像的采集

硬件使用ZC301摄像头，软件使用V4L2编程，就可以通过开发板采集到图像数据。这里的图像采集主要依靠V4L2编程调用ioctl函数来实现，主要的两个控制命令有VIDIOCAMCAPTURE（获取视频图像），VIDIOSYNC（判断是图像是否截取成功）等。

4. 视频数据的网络传输

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