视频监控毕业设计

聊城大学本科毕业论文（设计）视频监控毕业设计第一章前言11选题背景1. 2研究意义求分析与方案制定2. 1功能性分析32. 2可行性分析32. 3设计的主要目标任务3第三章模块特性介绍43. 1 S3C2440嵌入式系统开发板bft3. 2芯片特性简介第四章系统硬件设计4. 1系统的硬件框图 4. 2电源部分 4.3 JTAG接口 4. 4复位系统4.5 CSI摄像头接口 104.6 10/100M网卡接口 114.7 RS232 接口 11第五章系统软件设计135. 1开发板Bootloder的烧写135. 2开发板系统内核的烧写145. 3开发板根文件系统的烧写15 165. 5平台的移植165. 6视频信息显示页面（包括远程登录的登陆界面）16结论（结语）部分17参考文献18附 录19致 谢20聊城大学本科毕业论文（设计）第一章前言1.1选题背景随着人们生活水平的提高，现在的人们对自身安全方面的需求有了巨大的提 高，不仅仅是个人，很多企业也在这方面花费了巨大的人力和物力。人们需求有 一种高性能的安防技术来为自己提供保障。当今社会的科技发展迅速，信息传输 技术五花八门，通过对一些传统上的技术进行升级实现了很多高性能的安防技术, 采用视频监控是其中一种。视频监控业务具有悠久的历史，在传统上广泛应用于 安防领域，是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。近年来， 随着宽带的普及，计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控正越来越 广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。视频监控 作为一种传统视频技术与现代通信技术相结合的应用，目前在国内外已引起了越 来越多的关注。视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较 强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许 多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频 监控技术也有了长足的发展。在视频技术不断的发展情况下，视频监控目前可分 为两大类:数字视频监控系统和网络监控（嵌入式视频监控系统）。1、视频监控的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等） 从模拟状态转网络视频编解码器为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统 是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息釆集、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，使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个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，这就是系统集成的含义。2、视频监控的网络化将以这系统的结构将由集成式向集散式系统过渡，集 散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的事时多任务、多用户、分 布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式视频监控系统的 硬件和软件采用标准化、模块化和系统化设计，视频监控系统设备的配置具有通 用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友 好以及系统安装、调试和维修简单化，系统安全，容错可靠等功能。3、视频监控的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数 量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的 共享，这就是系统集成的一个重要概网络强式摄像机念。闭路监控系统能在人无法直接观察的场合，适时、图象、真实地反映被监视 控制对象的画面。闭路监控系统已成为广大用户，在现代化管理中监控的最为有 效的观察工具。在控制中心，只要一个工作人员的操作，就能够观察多个被控区 域，以及远距离区域的监控功能。1.2研究意义视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。在九十年代初以前，主要是以模 拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随 着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能 力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而 大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本 地视频监控系统。九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快 速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时 代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字 视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了 视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。与传统的模拟监控相比，数字监控具有许多优点第一，便于计算机处理。由于对视频图像进行了数字化，所以可以充分利用 计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。通过视频分析，可 以及时发现异常情况并进行联动报警，从而实现无人值守。第二，适合远距离传输。数字信息抗干扰能力强，不易受传输线路信号衰减 的影响，而且能够进行加密传输，因而可以在数千公里之外实时监控现场。特别 是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下，数字视频监控能达到亲临现 场的效果。即使现场遭到破坏，也照样能在远处得到现场的真实记录。第三，便于査找。在传统的模拟监控系统中，当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录；而在数字视频监控系统中，利用计算机建立的索 引，在几分钟内就能找到相应的现场记录。第四，提髙了图像的质量与监控效率。利用计算机可以对不清晰的图像进行 去噪、锐化等处理，通过调整图像大小，借助显示器的高分辨率，可以观看到清 晰的高质量图像。此外，可以在一台显示器上同时观看16路甚至32路视频图像。第五，系统易于管理和维护。数字视频监控系统主要由电子设备组成，集成 度高，视频传输可利用有线或无线信道。这样，整个系统是模块化结构，体积小, 易于安装、使用和维护。正是由于数字视频监控具有传统模拟监控无法比拟的优点，而且符合当前信 息社会中数字化、网络化和智能化的发展趋势，所以数字视频监控正在逐步取代 模拟监控，广泛应用于各行各业。聊城大学本科毕业论文（设计）第二章需求分析与方案制定2.1功能性分析利用凌阳S3C2440嵌入式系统开发板与emos摄像头连接，通过8080端口在 浏览器上显示出摄像头采集到的图像，达到视频监控效果，同时通过操作系统的 超级终端对开发板进行设置，可以实现不通过外部网络来访问采集到的数据，通 过外网的访问必须经过身份的认证，否则无法访问。因为采集到的内容必须得到 控制，否则会造成不良的影响。2. 2可行性分析计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控正越来越广泛地渗透到 教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。视频监控作为一种传统 视频技术与现代通信技术相结合的应用，目前在国内外已引起了越来越多的关注。 视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。 视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来, 随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长 足的发展。视频监控术的众多有点使它成为现今安防设备上的佼佼者。它的快速 发展使我们安定和谐的社会更加完美。2. 3设计的主要目标任务本设计使一款基于凌阳S3C2440嵌入式系统开发板及emos摄像头的视频监 控系统，着重研究了 S3C2440嵌入式系统开发板的视频采集处理功能，通过emos 摄像头对图像的采集经过接口的传输，以及芯片的处理，将图像显示到8080端口上指定地址的HTML上。第三章模块特性介绍3.1 S3C2440嵌入式系统开发板简介处理器S3C2440采用了业界领先的ARM920T内核设计，其内部集成了丰富的 模块，另外该芯片主频高达400533MHz,您可以轻松上手linux wince的设计 与开发。本开发板基于开发考虑，外设齐全，接口标准，扩展方便。S3C2440实验仪配备的硬件模块：SAMSING S3C2440内存：SDRAM 64M字节NOR Flash： 8MbyteNAND Flash： 64M 字节NorFIs ah NanFlash通过跳线两种方式启动TFT LCD （3. 5寸真彩26万像素）2个串口一个USB转串口 （SPCP25A）,解决学生笔记本电脑没有串口无法调试的问题CMOS摄像头接口，可接配套0V7720摄像头模组1路IRDA红外线数据通讯口1 个 10M/100M 网口2 个 USB1.1 HOST 接口1 个 USB1.1 Device 接口1个音频接口，立体声音频输出接口/音频输入接口1个SD卡接口RTC （带有后备锂电池）1个标准JTAG接口5V开关电源供电，带电源开关和指示灯1 个 EEPROM （AT24C08, IIC）；1个SPI接口 Flash芯片（AT93C46,可以做SPI驱动实验）4个小按键，4个高亮LED；1个蜂鸣器（带使能控制的短路块）预留四路ADC接口（AD实验）SPI I2C总线引出GPRS总线接口预留（兼容凌阳GPRS模块）GPS总线接口预留（兼容凌阳GPS模块）ZigbEE接口预留（兼容凌阳ZigBEE模块）总线接口引出SATA硬盘接口输出，外接2. 5英寸串口移动硬盘，实现海量数据存储VGA, TV接口输出，可以接显示器，电视机GPIO预留16个，方便扩展3. 2芯片特性简介8第四章系统硬件设计由于S3C2440嵌入式系统开发板功能强大，接口数量众多，适用领域广。所 以本章优先介绍本次毕业设计使用到的接口，其他接口暂不做详细介绍。4.1系统的硬件框图S3C2440实验仪PCB正面布局图如图4.1所示。僵Q券SV开关龟源f电砸开天J TV输出口GPStfUJ vcAftifcSnGFRS 按口 fWl I rirffT*: O Q门厂厂J并冬耳机按口 外按*AM #*WWttK9Stt *5k 口 FWM 按口 SDY 接 口U5B 主 USB AICOllB-kttUR5 232ft M I SB 玲申口JTAGftU(K244C H.I；：；： ；：；： Hllllll Hill I!? UHI.UIIH4 menTFTftn图4.1硬件结构示意图电源电路实现了 5v直流输入到33v、l8v、1.2v输出转换的功能，为板上 各功能模组的正常工作提供所需电压。通讯接口部分，板上提供了以太网接口、 RS232异步串行接口、USB转串口接口、USB主/从通讯接口、SPI。I2C等。对于 多媒体的处理，我们为您提供了摄像头接口、TV输出、VGA接口、耳机/喇叭输 出接口、TFT显示输出接口，相信通过使用这些我们为您精心准备的接口，将极 大的方便您的多媒体开发。在非易失性存储器方面，板上提供了 8Mbit的Norflash 和64Mbyte的Nandfsh存储器，还有SD卡接口，另外提供了 SATA大容量硬盘 接口，可以无限扩充你的存储空间，另外，我们还预留了 GPS、GPRS模组的扩展 接口，如果您购买了我们的GPS或GPRS模组，就可以直接和开发板相连并使用。 当然您也可以通过使用开发板的提供的SPI、I2C接口，或者使用可复用的GPI0 管脚来拓展您自己的功能模组。4. 2电源部分电源采用5V电源，电流为2A。对板加电时，应先插上电源后开电源开关，以免插电瞬间的脉冲对开发板造 成破坏。聊城大学本科毕业论文(设计)开发系统为了能驱动喇叭，加入了功放器件，在打开电源前，请把位于板子 右上脚的音量开关(W1)请尽量拧到最小，以免不必要的电源消耗，和烧毁耳机。另外，S3C2440开发板使用5V电源可以通过板载的两个USB 口进行取电，但 是要注意USB 口的供电电流电流。同时，还可以使用其他的外接电源，通过使用J20跳线，可以外接5V电源 供电。图4.2电源部分电路原理图4. 3 JTAG 接口目前的32位嵌入式微处理器一般都配置有JTAG接口，方便用户下载调试程 序，JTAG接口在开发中最常见的用途是单步调试，市面上常见的调试器几INK还 是ULINK,都是USB接口的，但是价格都比较昂贵，我们提供的JTAG调试器为 EZ-JTAG,是一种简易的并口调试器，成本较低，速度没有几INK、ULINK快，但 是可以基本满足调试代码的需求，标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDK TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线，加上电源和地，一般6条 线；为了方便调试，大部分仿真器还提供了一个复位信号。为了方便连接，一般 将接口设置为标准接口。本开发板提供了包含完整JTAG标准信号的20 Pin JTAG 接口，各引脚定义如图所示。9聊城大学本科毕业论文（设计）VDD3V3TDO1RESETnRESETR18 R1910k 10kR2T4701234567891011121314151617181920135713,15,xR22 -O3456-078-0910-O1112131415161718-O1920CSI HSIIC戈 DACSLCKO csFrst csFdoCSI_D2CSLD4CSI D6J14 HEADER 10X2cslvs lIcbCL CSCKICSI_VSiic_sclD1a IHEADER 3X2图4.7 S3C2440串口选择跳线第五章系统软件设计本设计软件部分包括：开发板boot的烧写内核根文件Cmos摄像头驱动， 视频信息显示页面以及本设计的主程序。5.1开发板Boot Ioder-vi vi的烧写使用JTAG烧录BootLoadervivi，具体步骤如下图所示：52开发板L i nux系统内核z I mage的烧写启动超级终端（波特率设为115200.数据位为8位.奇偶校验为无、停止位为 1位.数据流控制为无。然后重启开发板，并按PC机的空格进入vivi状态，如 图所示。然后输入命令:load flash kernel x,出现如下图所示界面。选择菜单栏；传送一发送文件，选择要烧录的镜像文件zlmage,协议处选择 Xmodem协议，然后单击“发送”即可，如下图所示。53开发板根文件系统的烧写烧录根文件系统与烧录内核过程类似，首先在Vivi状态下输入命令：load flash root x,然后选择菜单栏：传送一发送文件，选择要烧录的镜像文件 root, cramfs,协议处选择Xmodem协议，然后单击“发送”即可。5. 4 Cmos摄像头的驱动程序5. 5平台的移植5. 6视频信息显示页面（包括远程登录的登陆界面）结论（结语）部分2美Stephen Prata著云巅工作室译，C Primer Plus （第五版）中文版，北京：人民 邮电出版社,2008.参考文献3 美W. Richard Stevens Stephen A. Rago 著尤晋元张亚英戚正伟译,UNIX环境高级 编程（第2版），北京：人民邮电出版,2008.4 张瑜王益涵,ARM嵌入式程序设计北京:北京航空航天大学出版社,2009.5 杜春雷,ARM体系结构与编程,北京：清华大学出版社，2003.6 周立功等,ARM微控制器基础与实战（第2版）,Richard Stones 著陈北京航空航天大学出版社.7 （英）Ne订 Matthew健 宋健建译,linux程序设计，北京：人民邮电 出版社，2007.8 李新峰何广生赵秀文，基于ARM 9的嵌入 式Linux弃发技术，北京：电子工业出版 社，2008.9 （美）W Richard Stevens Bill Fenner Andrew MRudoff, UNIX网络编程第3版，北 京：人民邮电出版社,200910 潘巨龙黄宁姚伏天等,ARM9嵌入式 Linux系统构建与应用，北京：北京航空航天大 学出版社,2006.11 Manufacturing Engineering LaboratoryNational Institute of Standards andTechnology Gaithersburg, U.S.A,200412 Bruin, Hans de and Vliet，Hans van，Feature and feature interaction modeling with feature-solution graphs, 200113 Gurp, Jilles van, and Bosch, Jan, Managing variability in software product lines， Landelijk Architectuur Congres，Amsterdam 200014 Hassani, Mehrdad, A Component-based Methodology for Real-time Decision-making Embedded Systems, PhD Dissertation, University of Maryland, 200015 Paul Chen. Implementing Basic Memory Protection in VxWorks:A Best Practices Guide. Wind River white paper, 2003致 谢在四年的大学学习生活中，我从众多的老师 那里学到了相当多的东西，不管是知识，还是能 力，还有自身的修养，老师们都给了我无穷的学 习榜样，让我在毕业之后可以更好的迈入社会， 融入社会。在做毕业设计的过程中，首先要感谢毕设指 导安学立老师对我毕业设计上的指导和帮助，为 我的毕设提供软件及硬件环境和许多参考资料， 使我能够边学习边进行毕业设计工作，并且在规 定时间内顺利地完成设计与调整的工作。通过毕业设计最大的收获就是学会了怎么去 做研究，怎么去尊重科学和知识，为期一个学期 的毕业设计受到了安学立很多的关心和帮助，没 有他的帮助，我将无法完成这项艰巨的任务，在 这里,我要真诚感谢毕业设计指导安老师对我的 帮助。最后,祝安老师工作顺利，身体健康。