江艷飛　權(quán)太偉 王磊

摘 要：介紹了一種基于ARM和linux的無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)由監(jiān)控前端、監(jiān)控終端和網(wǎng)絡(luò)傳輸三部分組成。監(jiān)控前端用攝像頭進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)行處理后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端，由監(jiān)控終端進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的解碼和存儲(chǔ)顯示，實(shí)現(xiàn)了視頻的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控 ARM Linux

中圖分類(lèi)號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（c）-0160-02

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)由監(jiān)控前端（客戶(hù)端），監(jiān)控終端（服務(wù)器端）和網(wǎng)絡(luò)傳輸三部分組成。監(jiān)控前端用攝像頭進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)行處理后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控終端，由監(jiān)控終端的應(yīng)用程序進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的解碼和存儲(chǔ)顯示，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的作用。該系統(tǒng)核心硬件選用Samsung公司的S3C2410處理器和中星微zc301攝像頭，系統(tǒng)整體框圖見(jiàn)圖1。客戶(hù)端界面制作選擇QT，嵌入式操作系統(tǒng)選擇Linux。

2 嵌入式linux系統(tǒng)構(gòu)建

該系統(tǒng)在S3C2410處理器的硬件系統(tǒng)上構(gòu)建了嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。嵌入式Linux系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程主要是建立嵌入式交叉編譯環(huán)境，首先安裝虛擬機(jī)軟件定做虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)上安裝Linux 操作系統(tǒng)，安裝交叉編譯工具，內(nèi)核編譯移植，建立NFS網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器，USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)加載，完成USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)的修改及移植。

3 軟件設(shè)計(jì)

（1）服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)。

服務(wù)器端視頻采集軟件設(shè)計(jì)，要完成基于V4L的USB攝像頭的視頻數(shù)據(jù)采集，首先需要使系統(tǒng)支持視頻設(shè)備，即驅(qū)動(dòng)的加載 ，然后需要獲得相關(guān)的視頻設(shè)備的屬性信息和圖像信息，并對(duì)采集窗口、顏色模式、幀狀態(tài)初始化，最后才能進(jìn)行視頻圖像的采集?；赩4L的視頻數(shù)據(jù)采集的流程為：打開(kāi)視頻設(shè)備；讀取設(shè)備信息；更改設(shè)備當(dāng)前設(shè)置；進(jìn)行視頻采集；對(duì)采集的視頻進(jìn)行處理；關(guān)閉視頻設(shè)備。視頻采集流程圖如圖2所示。

（2）客戶(hù)端軟件設(shè)計(jì)。

客戶(hù)端是將服務(wù)器端采集的視頻信息進(jìn)行顯示。通過(guò)QT 設(shè)計(jì)器，將所要用到的菜單、窗口進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。主函數(shù)中，要先調(diào)用登錄的界面進(jìn)行驗(yàn)證，成功后調(diào)用主窗口

QApplication a（argc， argv）；

Widget w；

logwind e；

if（e.exec（）==QDialog：：Accepted）{

w.show（）；

return a.exec（）；}

return 0；

（3）客戶(hù)端與服務(wù)端SOCKET通信。

socket通常也稱(chēng)作“套接字”，應(yīng)用程序通常通過(guò)“套接字”向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。套接字之間的連接過(guò)程可以分為三個(gè)步驟：服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)（listen），客戶(hù)端請(qǐng)求（connect），連接確認(rèn)（connect返回值）。服務(wù)器，使用Server_Socket監(jiān)聽(tīng)指定的端口，等待客戶(hù)連接請(qǐng)求，客戶(hù)連接后，會(huì)話(huà)產(chǎn)生；在完成會(huì)話(huà)后，關(guān)閉連接?？蛻?hù)端，使用Socket對(duì)網(wǎng)絡(luò)上某一個(gè)服務(wù)器的某一個(gè)端口發(fā)出連接請(qǐng)求，一旦連接成功，打開(kāi)會(huì)話(huà)。如圖3所示，socket通信模型。

服務(wù)端一直監(jiān)聽(tīng)等待客戶(hù)端來(lái)連接，一旦有客戶(hù)端connect（）過(guò)來(lái)，服務(wù)端執(zhí)行accept（）建立連接后，就創(chuàng)建了發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到客戶(hù)端的線(xiàn)程?？蛻?hù)端建立連接后，客戶(hù)端會(huì)先將設(shè)置圖像的信息發(fā)給服務(wù)端，首先讀取客戶(hù)端對(duì)圖像的設(shè)置，把設(shè)置信息存放在message結(jié)構(gòu)體里，然后是根據(jù)message里的信息對(duì)采集圖像的顯示屬性（如亮度bright，對(duì)比度contrast等）進(jìn)行設(shè)置，具體操作是通過(guò)ioctl（）調(diào)用底層驅(qū)動(dòng)來(lái)完成對(duì)攝像頭抓拍圖像的顯示設(shè)置，設(shè)置完采集圖像顯示屬性后，就開(kāi)始執(zhí)行發(fā)送這一幀圖像給客戶(hù)端的操作：先將讓headerframe指向幀信息頭，然后發(fā)送headerframe指向的信息頭給客戶(hù)端，再發(fā)送剩下的圖像數(shù)據(jù)。這樣就把完整的一幀圖像發(fā)送給客戶(hù)端，只要沒(méi)有收到客戶(hù)端退出的信號(hào)，以上的發(fā)送過(guò)程會(huì)循環(huán)執(zhí)行，當(dāng)收到客戶(hù)端退出的信息后，它就退出循環(huán)，執(zhí)行close_sock（sock）關(guān)閉套接字，終止線(xiàn)程。服務(wù)器發(fā)送圖像線(xiàn)程終止后，只要服務(wù)進(jìn)程沒(méi)有退出則繼續(xù)阻塞等待客戶(hù)端的連接，重復(fù)上面的過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

該文給出了一種基于嵌入式ARM技術(shù)的無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案。解決現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，實(shí)現(xiàn)多客戶(hù)端同時(shí)監(jiān)控，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以利用先有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源共享，不受地域的限制，也可以用于普通家庭的安全監(jiān)控系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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