文档介绍：嵌入式软件设计课程设计报告
-基于Web的嵌入式视频监控
姓名:
专业:信息工程
班级:
指导教师:
2010年 11月 2日
目录
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基于Web的嵌入式视频监控
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通过本课程设计使学生加深理解、巩固课堂教学和平时实验内容,使学生初步完成基于web的嵌入式视频监控的设计,强化学生的知识实践意识、提高动手能力,发挥学生的想象力和创新能力,从而培养工程应用型人才。
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,课程设计报告应包括:系统设计要求,设计思路,系统功能模块图,系统流程图,类的层次图(包括类成员列表),调试过程,关键程序代码,总结,参考书目等。
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目前,以网络为基础的数字视频监控系统是视频监控系统发展的主流,而随着微处理器技术、计算机网络技术的进步,基于嵌入式WEB的网络视频监控系统逐渐得到了人们的广泛关注,其主要原理是:嵌入式视频服务器采用嵌入式实时操作系统,内置嵌入式WEB服务器,摄像机传送过来的视频信号经高效压缩芯片压缩后,通过内部总线传送到内置的WEB服务器。用户在监控端可以直接通过浏览器观看WEB服务器上的摄像机视频图像,授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作。本文所述的监控系统的原理图如图1所示。
图 1 嵌入式视频监控系统示意图
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(一) 实验分析
本系统由摄像机、嵌入式WEB服务器、传输网络和监控端组成。摄像机用来采集监控现场的视频。嵌入式WEB服务器是整个监控系统的核心,有硬件和软件两个部分,详细结构将在下面分别介绍。其主要功能包括:为监控端提供WEB访问页面;对监控端的访问进行有效性、安全性检查;响应监控端的请求,为监控端提供所需要的视频图像;接收监控端的控制信息,经过软硬件转换后对摄像机进行控制。每个服务器有自己的IP地址,在监控端可以通过浏览器界面访问服务器。监控端的功能则是显示现场视频,并根据需要向服务器发送视频请求以及对摄像机的控制信号。
(二)设计流程:
1、嵌入式 WEB 服务器的硬件结构
嵌入式WEB服务器的硬件结构如图2所示。其主要由CPU芯片、MPEG-4音视频编码芯片、Flash芯片、SDRAM内存、以太网络接口、大容量硬盘组成。其中CPU采用MOTOROLA公司的PowerPC系列嵌入式通信处理器MPC8250。MPEG-4音视频编码芯片完成对从摄像头传送过来的视频数据的压缩和编码。根据网络带宽、拓扑结构以及对图像质量的要求,本系统选用基于MPEG-4标准的分层可扩展性编码方案。压缩后的视频数据根据需要,可以存储在大容量硬盘中,或者通过以太网进行网络传输。为了实现视频存储功能,需要采用大容量的硬盘。
图 2 嵌入式 WEB 服务器的硬件结构
2、嵌入式 WEB 服务器的软件系统
嵌入式WEB服务器的软件设计与实现是本系统实现的关键之一,包括嵌入式操作系统与应用软件两大部分。
(1) 嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是支持嵌入式系统应用的操作系统软件,是在系统实时性、硬件相关性、软件固态化等方面有着突出特点的专用操作系统。本系统采用嵌入式LINUX操作系统,它是在根据系统需要对LINUX操作系统进行小型化裁剪与实时化的基础上实现的。使用LINUX的优势在于:其操作系统的源代码是开放的,可根据需要进行定制;系统内核小,因而对硬件的要求相对要低;支持多任务多进程,能提供较好的实时性。
(2) 应用软件
服务器的应用软件结构如图3所示。其主要由WEB服务器、CGI程序、嵌入式数据库mSQL、视频调度与传输模块、存储管理与调度模块、摄像机控制模块等几个重要部分组成。
(3)WEB服务器与CGI程序
WEB服务器通过HTTP协议与监控端浏览器软件进行信息交互,提供其他应用程序模块的接口以及视频数据浏览界面和摄像机控制界面。此外,它还要对监控端的访问权限进行控制,过滤监控端的请求和控制信息,处理多个监控端的请求和控制的同步和优先级问题。本系统选择适合于嵌入式系统的Boa WEB服务器。Boa是一个单任务的HTTP服务器,支持能够实现动态WEB技术的CGI技术,源代码开放、性能高。同时服务器程序本身所占空间很小,因而十分适用于嵌入式系统。同时,本系统采用了CGI(公用网关接口) 来实现