基于arm9的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現

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1、第21卷第3期沈陽大學學報Vo1．21．No．32009年6月JOURNALOFSHENYANGUNIVERSITYJun．2009文章編號：1008—9225(2009)03—0108—03基于ARM9的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現趙立輝，霍春寶(遼寧工業(yè)大學電氣工程學院，遼寧錦州121001)摘要：采用ARM9芯片作微處理器設計了遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)．通過嵌入式Linux系統(tǒng)采集uSB攝像頭視頻數據，經JPEG編碼壓縮；ARM9芯片的控制數據采集、傳輸；通過無線局域網技術發(fā)送到接收端，再將視頻數據提交給監(jiān)控PC；最后由視頻應用客戶端將接收到的壓縮數據幀重組、復合，實現無線視

2、頻監(jiān)控．關鍵詞：嵌入式Linux；ARM；Socket；JPEG中圖分類號：TP391．8文獻標識碼：A隨著嵌人式CPU、開放的Linux系統(tǒng)的發(fā)ARM9展，使得視頻會議、遠程監(jiān)控等需要大量數據處理翮開發(fā)板的領域應用嵌入式技術成為可能．而視頻監(jiān)控經歷了模擬視頻監(jiān)控、數字視頻監(jiān)控、無線網絡視頻監(jiān)控三個階段．傳統(tǒng)的基于同軸電纜的模擬視頻__-_____·薯-_無一線網’。。絡＼L__--_l。_一監(jiān)控系統(tǒng)結構復雜、穩(wěn)定性差、價格昂貴，數字監(jiān)開發(fā)板控技術擺脫不了有線通訊，因而出現了基于無線ARM9的嵌入式網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)．在本嵌入式遠程視圖1監(jiān)控系統(tǒng)的組成頻監(jiān)控系統(tǒng)中，使用高性能

3、ARM9芯片作微處理器，用V2000實現USB攝像頭視頻數據采集，視開發(fā)板硬件結構如圖2所示，其中處理器采用的是$3C2440，其內部集成了ARM公司的頻數據經JPEG壓縮后，在ARM9芯片的控制下通過無線局域網技術發(fā)送，最后由視頻應用客戶ARM920T處理器核，主頻最高可達400MHz，另有16kB的指令和數據CACHE、具有MMU管理端將接收到的壓縮數據幀重組、復合成視頻圖像，單元、外部存儲器、控制器等．$3C2440內置的實現無線視頻監(jiān)控．USB控制器提供了對USB設備的支持，其中有11總體方案個USBHost和2個USBslave控制器，具有64MBFIASH和64

4、MBS[存儲單元．開發(fā)板整個系統(tǒng)由視頻采集模塊、無線網絡收發(fā)模攝像頭采用了網眼V2000，該攝像頭采用OV511塊和視頻監(jiān)控PC等組成．采集模塊包括UsB攝像頭、ARM開發(fā)系統(tǒng)；網絡收發(fā)模塊包括無線網卡和無線路由器AP；視頻監(jiān)控PC完成視頻客戶端功能；宿主機完成對開發(fā)系統(tǒng)的程序開發(fā)、調試等．系統(tǒng)組成結構如圖1所示．USB接口的攝像頭連接到移植過Linux的ARM9嵌入式開發(fā)板上，通過USB口，經無線網卡連接到無線路由器AP上，再經無線局域網技術連人監(jiān)控PC機?1．ARM處理器主要完成視頻采集終端控制和視頻圖像壓縮．圖2開發(fā)板硬件結構收稿日期：2008—11—21基金項目：遼

5、寧省科學技術計劃項目(20O82l7005)．作者簡介：趙立輝(1979一)，男，遼寧黑山人，遼寧工業(yè)大學講師，碩士研究生．第3期趙立輝等：基于ARM9的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現109芯片實現視頻采集．RS232接口用于與宿主機通(5)關閉視頻設備．intv41一close(v41～device信，進行軟件的調試等．*vd){}．經過以上步驟，即可將攝像頭視頻數據采集2系統(tǒng)設計與實現到內存．本系統(tǒng)先將采集的視頻數據進行JPEG2．1USB系統(tǒng)采集壓縮，再將其封裝進數據包傳輸到視頻應用服務視頻采集是整個視頻采集模塊的核心．它通端處理．過嵌入式Linux操作系統(tǒng)調度V4L(

6、video41inux)2．2視頻壓縮實現和影像設備驅動程序來完成視頻捕獲．V4L是本系統(tǒng)采用基于DCT變換(離散余弦變換)Linux影像系統(tǒng)與嵌人式影像的基礎，是Linux順序的JPEG壓縮編碼方案，編碼流程如圖所示．kernel里支持影像設備的一組API．本系統(tǒng)采用V2000攝像頭，內置0V511芯片，開發(fā)板內置驅動．驅動加載過程如下：在kernel目錄中選擇makemenuconfig，然后選擇Multimediadevice下圖4視頻壓縮編碼流程的VideoforLinux，在usbsupport目錄下選擇編碼流程如下：把原始圖像分成8×8的小塊supportfor

7、usb和usbcameraov511suppor，保存視頻圖象，經過DCT變換后，低頻分量都集中在退出，用新內核啟動板子后ov511．0就可以成功左上角，高頻分量分布在右下角(DCT變換實際加載[21．上是空間域的低通濾波器)．針對人眼對高空間頻在Linux操作系統(tǒng)中，外部設備都作為設備率遠沒有低頻敏感，所以處理后的視覺損失很小，文件來管理，因此，對外部設備的操作就轉變成對能夠滿足視頻圖像的清晰真實要求．經過DCT后設備文件的操作．其主要過程如圖3所示．的圖像要經過量化處理．量化是將某一個值除以(塑)量化表中對應的