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基于嵌入式Linux视频的网络监控系统设计

来源:电子技术应用?? 2007年04月17日 ?? 收藏0

  随着计算机技术及网络技术的迅猛发展,公安、安防行业的发展趋势必然是全面数字化、网络化。传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性:传输距离有限、无法联网,而且模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带),查询取证时十分烦琐。
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??????? 基于个人计算机的视频监控系统终端功能较强,但稳定性不好,视频前端(如电压耦合元件等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂,可靠性不高。基于嵌入式Linux视频的网络监控系统不需要用于处理模拟视频信号的个人计算机,而是把视频服务器内置一个嵌入式Web服务器,采用嵌入式实时多任务操作系统。
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??????? 由于把视频压缩和Web功能集中到一个体积很小的设备内,可以直接连入局域网,即插即看,省掉复杂的电缆,安装方便(仅需设置一个IP地址),用户也无需安装任何硬件设备,仅用浏览器即可观看。
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????? ? 基于嵌入式Linux的视频网络监控系统将嵌入式Linux系统连接上Web,即视频服务器内置一个嵌入式Web服务器,摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩,通过内部总线传送到内置的Web服务器上。
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?????? 1 系统总体框架
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?????? 嵌入式Linux视频网络监控系统是电工电子装置、计算机软硬件以及网络、通信等多方面的有机组合体,它以智能化、网络化、交互性为特征,结构比较复杂。如果利用OSI七层模型的内容和形式,把相应的数据采集控制模块硬件和应用软件以及应用环境等有机组合,可以形成一个统一的系统总体框架,其系统总体框架示意图如图l所示。

系统总体框架示意图

  摄像机传送来的视频信号数字化后,经过压缩,通过RS-232/RS485将数据送到内置的Web服务器,嵌入式LJnux系统的10/100M以太网口实现接入Internet网络,将现场信号送到客户端。整个系统的核心是嵌入式Linux系统。监控系统启动后,嵌入式Linux系统启动Web Server服务程序,接收授权客户端浏览器的请求,Web Server将根据通信协议完成相应的监测。
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?????? 2 系统实现

  2.1 硬件平台设计
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?????? 本系统以公开的嵌入式Linux源代码为基础,根据设计的嵌入式目标板编写相应的Bootloader程序,然后裁剪出合适的内核和文件系统。目标平台CPU采用Motorola公司生产的ColdFire嵌入式处理器MFC5272。MFC5272采用ColdFire V2可变长RISC处理器核心和DigltalIDNA技术,在66MHz时钟下能够达到63Dlnrystone2.1MIPS的优良处理能力。
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?????? 内部SIM(System IntegratedModule)单元集成了丰富的通用模块,只需很少的外围芯片就可以实现两个RS-232串行口和一个USB Slave接口。MFC5272还内嵌一个FEC(快速以太网控制器),片外扩展一片LXT97l,方便地实现了一个100/10 BaseT的以太网接口。能够与常用的外围设备(如SDRAM、ISDN收发器)实现无缝连接,从而简化了外围电路的设计,降低了产品成本、体积和功耗。
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?????? 2.2 软件设计与实现
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?????? 视频监控系统软件结构采用的是浏览器,服务器(B/S)网络模型,即由客户端通过Web向服务器提出请求,服务器对请求做出确认响应并执行相应的任务(如向客户端发送组播地址、图像格式、压缩格式等),建立连接后就可以在客户端监控被控点,从而实现远程网络监控。服务器(Web Servei)端即现场监控点的软件结构包括采集模块、压缩编码模块、网络通信模块、控制模块等,如图2所示。

软件结构


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