嵌入式LINUX在网络视频监控中的应用
摘要
视频监控系统必须具备两方面的功能：一是要在现场完成复杂的监控任务；二是要求监控系统能够与某一类型的网络相连，以实现远程视频监控。目前以太网使用的是TCP/IP协议，因而便于联网，并具有高速控制网络的优点，32位嵌入式CPU价格的下降和性能指标的提高，为嵌入式系统的广泛应用提供了可能。从上世纪八十年代末开始，已经陆续出现了一些嵌入式操作系统，但这些专用操作系统都是商品化产品，价格高昂。嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、多任务，并且价格低廉的操作系统。如今，嵌入式linux操作系统以价格低廉、功能强大、易于移植等特点而正在被广泛采用，并已成为一种新兴力量。视频监控系统已经广泛应用于安全保卫、生产或试验过程等等许多领域。
关键字：嵌入式linux 视频监控系统视频压缩
Abstract
Video surveillance systems must have two functions: First, we must live in the complex task of monitoring; Second, the monitoring system can request a certain type of network, in order to achieve long-range video surveillance.Ethernet is currently used by the TCP / IP protocol, and thus facilitate networking and high-speed network to control the merits of 32-bit embedded CPU prices drop and performance improvement for a wide range of embedded systems applications possible. From the beginning of the end of the 1980s, have been a number of embedded operating systems, but these are specific operating system product commercialization, the high price.Embedded systems is needed is a set of highly concise and friendly interface, reliable, widely used and easy to develop, multi-tasking, and low-cost operating system. Now, embedded linux operating system to low-cost, powerful,
easy-to-transplant, and other characteristics are widely used and has become a new force. Video surveillance system has been widely used in security, or the production
process of trial and so many areas.
Keyword: Embedded linux video surveillance system of video compression
目录
摘要 (1)
1 嵌入式LINUX和网络视频监控 (3)
1.1嵌入式LINUX (3)
1.2网络视频监控 (4)
1.2.1本地模拟信号监控系统 (4)
1.2.2基于PC插卡的数字监控系统 (5)
1.2.3基于嵌入式的数字监控系统 (5)
1.3基于嵌入式系统的监控应用 (6)
2 嵌入式网络视频监控的实现方案分析 (8)
3硬件设计 (8)
3.1控制模块和接口模块 (10)
3.2图像采集与压缩模块 (10)
3.2.1视频采集模块设计 (11)
3.2.2视频压缩编码的设计 (13)
3.2.3IME6400简介 (17)
3.2.4 SAA7114H简介 (19)
4软件设计 (19)
4.1监控客户端程序设计 (19)
4.2监控服务器程序设计 (19)
5 总结 (19)
6 参考文献 (19)
1 嵌入式Linux和网络视频监控
1.1嵌入式Linux
嵌入式linux是按照嵌入式操作系统的要求而设计的一种小型操作系统，它由一个kerner（内核）和一些根据需要进行定制的系统模块组成。一个小型的嵌入式linux系统只需要引导程序、linux微内核、初始化进程3个基本元素。运行嵌入式linux的CPU可以是X86、alpha、sparc、MIPS、ARM等。嵌入式linux 所需的存储器不是传统计算机的常规存储器，它主要使用ROM、flash等体积极小的存储设备，且存储量不太大的存储器。它的内存可以使用普通的内存，也可以使用专用的RAM。
Linux作为一种可裁剪的软件平台系统，很可能发展成为未来嵌入式设备产品的绝佳资源。Linux与生俱来的优秀网络功能更为今后的发展提供了很大的空间。因此，在保持linux内核系统更小、更稳定、更具价格竞争力等优势的同时，对系统内核进行实时性优化，更加使之能够适应对视频监控领域的要求。这也正是嵌入式linux操作系统在嵌入式网络视频监控系统中的发展所在。同时也使linux成为嵌入式操作系统中的重要部分。
标准的linux内核通常驻留在内存中，每一个应用程序都是从磁盘运到内存上执行。当程序结束后，它所占用的内存就被释放，程序就被下载了。而在一个嵌入式系统里，一般是没有磁盘，通常有两种途径可以消除对磁盘的依赖，一是在一个简单的系统里，当系统启动后，内核和所有的应用程序都存在内存里。这是大多数传统的嵌入式的工作模式，linux也同样。第二种就是linux所特有的功能，因为已经有能力“加载”和“卸载”程序，一个嵌入式系统就利用它来节省内存。
1.2网络视频监控
视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统，基于PC插卡的数字监控系统，基于嵌入式技术的网络数字监控系统等发展过程。
1.2.1 本地模拟信号监控系统
本地图像监控系统主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，利用模拟视频线将来自摄像机的视频连接到监视器上，利用视频矩阵主机，采用键盘进行切换和控制，录像采用使用磁带的长时间录像机；远距离图象传输采用模拟光纤，利用光端机进行视频的传输。
传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性：首先，有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大; 另外，有线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。
1.2.2 基于PC插卡的数字监控系统
基于PC机的远程图像监控系统由PC机插视频卡构成，在监控现场，有若干个摄像机，各种检测、报警探头与数据设备，通过各自的传输线路，汇接到监控终端机上，该终端可以是一台PC机，也可以是专用的工业机箱。
基于PC的视频监控系统终端功能较强，便于现场操作。但稳定性不好，视频前端(如CCD等视频信号的采集、压缩、通讯)较为复杂，可靠性不高，PC机也需专人管理，特别是在环境或空间不适宜的监控点，这种方式不理想。
1.2.3 基于嵌入式技术的网络监控系统
基于嵌入技术的监控系统不需处理模拟视频信号的PC，而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能，直接支持网络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有的广度。除了编码器外，还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块，它们可单独安装，不同厂家设备可实现互连。
数字化视频监控的优点是克服了模拟闭路电视监控的局限性：首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用
计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。
基于嵌入式设备的监控系统的优点是：由于这种系统的硬件是一个同处理器和操作系统捆绑较为紧密、功能专一、专门设计的独立的设备，不像插卡系统那样受通用计算机系统中其它软件硬件的影响，因此性能上更稳定，且便于安装、维护，易于实现系统的模块化设计，便于管理、维护。
1.3 基于嵌入式系统的监控应用
随着internet的飞速发展，网络应用越来越广泛，对各种视频监控设备的网络功能要求也越来越高。人们希望视频监控设备能够支持TCP/IP以及其它internet 协议。这就要求视频监控系统必须具备两方面的功能：一是要在现场完成复杂的监控任务；二是要求监控系统能够与某一类型的网络相连，以实现远程视频监控。目前以太网使用的是TCP/IP协议，因而便于联网，并具有高速控制网络的优点，32位嵌入式CPU价格的下降和性能指标的提高，为嵌入式系统的广泛应用提供了可能。从上世纪八十年代末开始，已经陆续出现了一些嵌入式操作系统，但这些专用操作系统都是商品化产品，价格高昂。嵌入式系统需要的是一套高度简练、界面友善、质量可靠、应用广泛、易开发、多任务，并且价格低廉的操作系统。如今，嵌入式linux操作系统以价格低廉、功能强大、易于移植等特点而正在被广泛采用，并已成为一种新兴力量。
视频监控系统已经广泛应用于安全保卫、生产或试验过程等等许多领域。传统的由模拟摄像机、矩阵器、录像机等组成的视频监控系统只能在本地控制中心像察看监控图像；一般的远程图像监控系统，其图像压缩与解压缩全部采用基于PC机的视频卡，视频前端。
随着微处理器技术、计算机网络技术的进步，基于嵌入式的网络数字视频监控系统逐渐得到了人们的广泛关注。把图像采集、视频压缩和功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网和internet，达到即插即用，省掉多种复杂的电缆，安装方便，用户也无须安装任何硬件设备即可观看，这使得由嵌入式网络监控服务器组成的监控网络组网和扩展都极为灵活方面。
在基于嵌入式系统的监控应用结构中，前端采用模拟摄像机，通过网络视频编码器，将模拟视频经过数字化、压缩、打包等过程变成基于网络协议的视频流或采用一体化的网络摄像机，在视频监控的前端完成网络化、数字化，视频流通过网络进行传输，发送到视频需求者。视频的使用者可利用软件进行解码，在PC机上进行显示和处理，也可通过硬件解码，解出模拟视频信号输出到监视器，利用键盘进行控制，利用分布在网络上的服务器或其他类型的网络存储设备根据需要进行录像，利用网管系统代替视频矩阵。由于没有监控中心的概念，任何授权的用户都可根据权限进行视频监控、录像。
图1 基于嵌入式系统的监控应用结构
新一代网络视频监控系统的核心技术
a. 静止图像压缩技术：JPEG，M-JPEG，小波变换wavelet等其运用帧内处理技术，所以静止图像较清晰。小波变换是基于结构的压缩方法，处理较容易，可获得比JPEG更大的压缩。但对连续运动图像，文件占用的带宽和硬盘都
b. 运动图像压缩技术：MPEG-1，MPEG-2，H.263，MPEG-4
颁布于1993年的MPEG-1和1994年的MPEG-2是ISO的运动图像专家组（MPEG）的第一阶段解决方案，除了沿用帧内技术，首次采用了PB帧的帧间技术，从而获得了比静止图像压缩技术更大的压缩。但由于是基于结构的压缩
技术，算法固定，采用专用硬件，随着软硬件技术的发展，不能扩展更多基于内容的算法。另外其网络传输码率要求较高，否则需要缓存，不能适应传输速率不等的各种网络的一致访问，容错性差。
基于以上原因，国际电联于1998年颁布H.263甚低比特率视频编解码标准，该标准除了沿用JPEG静止图像压缩标准的帧内技术、MPEG-1、MPEG-2动态图像压缩标准的帧间技术外，还采用了以下4种先进技术：1）无限制的运用运动矢量模式；2）基于语法的算术编码模式；3）先进的预测模式；4）PB帧模式（预测图，内插图）。它是一种可扩展的算法，针对网络传输速率处于变化的状态，解决了易错网络的容错性。
MPEG于1998年制定了第二阶段解码方案MPEG-4，其开放的编码系统，可随时扩展丰富的基于内容的编码算法，采用了包括小波变换等多种变换，可获得更小的硬盘空间，更高的清晰度。特别是其对象分离的控制，交互性、重用性更强，基于内容的分级扩展，保证了同时在低高带宽下的最佳画面质量。
2 嵌入式网络视频监控的实现方案分析
基于嵌入式Linux的视频监控系统以嵌入式微处理器为核心来运行嵌入式Linux操作系统。应用程序可通过网络进行更新，并可通过键盘，客服端进行操作，视频可通过监视器显示，重要录像可用文件形式保存在服务器中；并可以输出报警信号，可通过网络向客服端传输，也可以通过网络实现远程视频监控和远程维护。更为关键的是，可充分利用WEB来查看监控视频。这种方式的优点有：
(1) 不需专用的通信线路即可用现成的Intemet网络将数据传送到任何地方。
(2)不仅能够传递数据信号，也可以传递音频和图像信号。
(3)由于目前的Internet协议是现成和公开的，因此，利用大到几十兆的浏览器，或小到只有600Kb的MosaiC浏览器都可以对视频进行监控。
基于嵌入式服务器技术的远程网络视频监控系统中，摄像机内置了专门的网络视频服务器，无需计算机的协助即可直接联入以太网独立工作。Internet上
的授权用户使用标准的浏览器就可以根据IP地址访问网络摄像机，观看网络实时传输的监控图像控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。
使用视频监控服务器的全数字监控系统，如图2所示
图2 视频监控服务器的应用场景
摄像头将监控现场的图像信号传送到视频监控服务器，经视频监控服务器进行图像采集与压缩之后，通过网络传送到监控中心的客户端软件。监控中心通过客户端软件可以设置监控服务器的参数，还可以设置视频监控服务器的图像采集与压缩参数，调整图像帧率、分辨率和输出比特率等；另外还可以通过视频监控服务器调整云台的转动和摄像头的景深、光圈以及焦距，对监控现场进行深入细致的监控。可见，视频监控服务器是全数字监控系统的核心组成部分。
3 硬件设计
嵌入式系统的硬件运行平台是开发应用程序的基础，整个开发板可基于ARM微处理器架构。ARM微处理器架构如图3所示。
图3 ARM微处理器架构
视频监控服务器硬件结构，如图4所示，主要由控制模块、图像采集与压缩模块和接口模块三大模块组成。此外，还有时钟、电源电路以及下载调试接口等辅助模块。
图4 视频监控服务器硬件结构
3.1控制模块和接口模块
嵌入式处理器MCF5307(90MHz)和2MB Flash、16MB SDRAM的存储器以及用于逻辑控制的FPGA组成控制模块。该模块是整个系统的核心，控制和协调各模块工作。Motorola公司的嵌入式处理器MCF5307 是专为嵌入式应用设计的32位CPU，工作频率为90MHz 时处理能力达70MIPS，功耗910mW；集成了SDRAM控制器、12C 总线接口和两个通用异步串行口。通过外接网络
控制芯片，可以方便地接入网络，实现各种网络通信协议。通过电平转换，处理器的UART可以转换为RS-485接口。并且该处理器能够装载和运行uClinux
嵌入式操作系统。接口模块由RS-485接口部分和RJ45接口部分组成。RS-485 接口部分要完成嵌入式处理器MCF5307 的UART到RS-485的转换，用它连接远端的云台解码器，控制云台和摄像头等远端设备。RJ45接口部分采用SMSC 公司生产的专门用于嵌入式产品的10/100Mbps以太网控制器芯片
LAN91C111。视频监控服务器通过RJ45接口方便接入以太网。
3.2 图像采集与压缩模块
在设计图像采集与压缩模块前要确定压缩编码方案即单一编码的硬压缩方案。硬压缩是指将某种压缩算法固化到硬件的板卡或芯片当中，以硬件的方式来达到高速压缩解码。与此相反，软压缩是通过软件的方式来完成同一个目的我们采用硬压缩方案，使用专门的压缩编码芯片，不但可以节省嵌入式系统有限的资源和提高压缩编码速度，而且可以有效地缩短系统开发时间。单一编码是指对所有信息采用单一的压缩编码方式。硬压缩方式，受到板卡大小空间以及价格的限制，通常只是针对某一种编码方式的，大多属于单编码；而多编码则是可以用多种可选择的编码方式进行压缩。当前监控系统所采用的视频压缩标准主要是ISO 组织提出的MPEG-X系列标准。这些压缩标准都是针对不同带宽要求的应用的。一般选用目前应用非常广泛的MPEG-4 视频压缩技术。MPEG-4 压缩的视频画面质量近似于DVD 的画面质量，并且传输带宽要求低。再配合先进的网络传输技术，比如多媒体实时传输协议监控中心可以得到清晰流畅的视频效果。
3.2.1 视频采集模块设计
由于摄像机得到的是模拟的视频信号，不能直接为计算机使用，因此要使视频在网上传输，必须首先对其数字化。在整个系统中由于视频采集的速度通常高于应用软件取得数据并进行处理的速度，因此为了保证视频数据的连续性，采用了三缓存结构，缓存A是Bt848视频采集的目标地址，在RISC指令的直接控制下，采集的数据都先存放在这个缓存中；B和C组成乒乓式结构循环往复使用，当某一帧数据采集完毕后，产生中断，在中断服务程序中将缓存A的数据复制到缓存B(或C)中，然后采集下一帧，当下一帧数据采集完后．再将缓存A中的数据复
制到缓存C(或B)中，当应用程序需要数据时就从缓存B或C中读取最新的一帧图像。缓存B和C交替使用，能够保证应用程序从缓存读数据的操作和驱动程序向缓存写数据的操作不会发生冲突，避免了数据的损坏和迟延。
3.2.2 视频压缩编码的设计
本设计选用了基于对象的MPEG-4视频编码技术，首先对输入的任意形状的VOP序列，用基于块的混合编码技术编码。处理顺序是先帧内VOP，后帧间VOP和双向预测VOP。
在对VOP的形状信息编码之后，取得任意形状VOP的采样，每个VOP用宏块栅格划分成不相交的宏块，每个宏块含有四个8×8的像素块，以进行运动估计和补偿及纹理编码。已编码的VOP帧保存在VOP帧存储器中。运动向量在当前VOP帧和已编码VOP帧之间计算。对将被编码的块或宏块，计算其运动补偿预测误差。运动补偿预测后的I-VOP及误差用8×8块DCT编码，并进行DCP 系数的量化，然后是行程编码和熵编码。
最后，形状、运动和纹理信息复合成VOL位流输出。这种编码方法可以允许用户修改、增加或重定位一个视频场景中的对象，甚至可以转换场景中对象的行为。对于不同的带宽和计算复杂性需求，不必针对每种情况分别编码，可以使用同一个视频位流，而采用不同的参数以选择不同的层以获得灵活性。在出现网络拥塞、丢包等现象时仍能提供连贯性较好的视频图像。视频压缩编码进程将编码后的的视频存放到已编码视频缓冲队列中，同时激活或等待直播进程和存储管理进程的相应处理。
音视频远程编码原理图5所示
图5 音视频远程编码原理
3.2.3 IME6400简介
IME6400的特点：IME6400是一款采用240引脚PQFE封装的多通道数字音、视频编码系统级编码器，其内部结构原理图如图1所示。该器件支持MPEG4／2／1视频压缩编码标准；支持I、P和B帧压缩。其图像大小可由编程设定，最大尺寸可达2 048×2 048；支持固定和可变码率压缩的码率，并支持动态检测。
IME6400支持48 kHz／44.1 kHz／32 kHz／24 kHz／22.05 kHz／16 kHz 音频采样。它的同步串行接口为可选的外部音频DSP，而外部接口则用32-bit 同步DRAM总线接口和8／16-bit的外部HOST接口。此外，IME6400还需27 MHz的外部时钟。
IME6400引脚功能描述
SDRAM引脚
DD[31：0]为SDRAM数据总线，DA[14：0]为SDRAM地址总线，其中DA[14：13]与SDRAM的BANK[1：0]相连。DNWE为SDRAM的写使能信号端，低电平有效。DNCS为SDRAM的片选信号，低电平有效。DQM为SDRAM数据的输入／输出mask使能。NRAS为SDRAM行地址选通端，低电平有效。NCAS 为SDRAM列地址选通端，低电平有效。CKE为时钟使能信号端，高电平有效。CK0为外部的SDRAM时钟输出端，从SDRAM读写数据时应在其上升沿进行采样。
视频信号引脚
IME6400对CCIR-601接口的数字视频信号编码。对于来自摄像头或者播放设备的模拟视频信号，则首先进行A／D采样，将其变成所需要的信号格式。各视频信号接口引脚功能描述如下：VD[15：0]为数字YUV信号输入端。VSYNC 为垂直同步信号，其有效极性可编程设定的，默认为高电平有效。HSYNC为水平同步信号，高电平有效。DVALI D为视频信号有效指示端，当为低电平时，表示视频数据无效；为高电平时，表示输入视频数据有效。PCLK为点时钟输入，时钟上升沿采样其输入的视频数据。该时钟应南外部视频A／D器件提供。因
IME6400仅支持16 bit视频接口，应提供13.5 MHz的时钟频率。FIELD为奇偶指示端。
静态内存引脚
IME6400是基于CPU的内核，上电初始化必须从ROM启动。IME6400启动有两种方式，通过内部ROM和通过静态内存接口外接ROM引导。推荐使用外接ROM来引导IME6400的仞始化。其接口的引脚功能：ADR[16：0]为静念内存地址总线。DATA[7：0]为静态内存数据总线。NRST为主芯片复位信号，低电平有效。MCLK为主芯片时钟输入端，不同频率对应相应的分辨率，当需要高分辨时，应接27 MHz时钟，图像尺寸可达640×480、720×480、768×576等，帧率为25～30帧／秒。RADR[1：0]为ROM低地址信号。RNOE为ROM 数据输出使能信号端，低电平有效。EXTBOOT为接低电平时，IME6400从内部ROM引导启动；接高电平时，则从外部ROM引导启动。SNOE为SRAM数据输出使能信号端，低电平有效。SNWE为SRAN数据写使能信号端，低电平有效。CPIO[7：0]为可编程引脚。
I2C接口引脚
IME6400作为I2C的主设备配置视频A／D器件的内部寄存器，从而管理视频A／D器件。I2C接口引脚功能：IICSDA为I2C串行数据端。IICSCL为I2C 串行时钟输出端。
外部HOST接口引脚
该接口引脚功能：MODE[1：0]为外部HOST接口模式选择端口具体选择方式如表1所列。有四种模式可供选择，本系统设计选用同步BURST模式1。
BW为外部HOST接口总线宽度设定端，接低电平时，HOST接口适应16 bit；接高电平时，HOST接口适应8 bit宽度。HD[15：0]为外部HOST接口数据总线。HA[4：0]为外部HOST接口地址总线。NCS为IME6400的片选信号端，低电平有效。ADS为外部HOST地址选通信号，低电平有效。NRD为外部HOST数据读选通信号，低电平有效。NWR为外部HOST数据写选通信号端，
低电平有效。FRD为外部HOST数据快速读选通信号端，低电平有效。USEOCK 为用于指示外部HOST接口使用的时钟源。该引脚接地时，使用内部时钟，接高电平时，则使用外部时钟。HCLK为外部HOST接口时钟输出端。NFULL为Bit流FIFO状态信号端。当FIFO是Half-full或者Full时，此引脚输出高电平。READY为当接口模式是同步模式时，该引脚用于指示数据准备状态。
音频编解码引脚
该接口引脚的功能：CCLK为音频编解码时钟信号输人端。IME6400支持音频采样速率为32 kHz、44.1 kHz和48 kHz，当支持不同采样率时，输入时钟也应当不同。当CCLK输入12.288 0 MHz时钟时，系统支持32 kHz或8 kHz 的采样频率；当CCLK输入11.289 6 MHz时，支持44.1 kHz的采样频率。SDATA 为串行音频数据线输人端。SCLK为串行音频时钟信号输出端。IRCK为左一右时钟信号输出端。
其他引脚功能
CPUTEST为内部CPU测试端，高电平有效。PLLTEST为内部锁相环测试端，高电平有效。FUNTEST为功能测试端，高电平有效。DIV34为SDRAM 的时钟模式选择端。接低电平时，SDRAM的时钟频率为器件主时钟MCLK的3倍；接高电平时，SDRAM的时钟频率为MCLK的4倍。
IME6400内部结构原理图和外部HOST接口模式选择表如下所示
图6 IME6400内部结构原理图
采用IME6400设计的MPEG4压缩和嵌入式系统大大提高了远程监控传输系统的性能，主要表现在几方面：
(1)录像和预览清晰，图像格式实现D1，全动态码率最大控制在200 MB／小时。
(2)压缩速度更快，实时流播放时无滞后延迟，最小延迟小于1秒。
(3)压缩数据的读取采用Burst方式，提高了读取速度，同时也为嵌入式CP U的采用创造条件。
3.2.4 SAA7114H简介
在视频A/D转换模块中，采用的是PHILIPS公司的SAA7114H，这是一块视频A/D采样芯片，它主要有如下功能和特点：
该芯片有六个输入端，它可以同时支持六个CVBS（复合视频信号）、或者是两个Y/C（亮度和色度分离信号，一般是指S端子）信号和两个CVBS信号、或者是一个Y/C信号和四个CVBS信号。用户均可编程控制、选择输入通道以及每一路信号的静态增益和自动增益。它里面有内嵌两套模拟图像抗混叠滤波器(anti-aliasing filter)和两套A/D转换电路；对50Hz和60Hz场频以及PAL 制式和NTSC制式图像自动检测，支持所有制式的电视信号输入； I2C总线接口速率最高可达400kb/s。
在此系统中，SAA7114H支持ITU-R.BT.656格式，用ITU-R.BT.656标准在数据中嵌入行、场同步信息来提供行、场信息。同时为了硬件实现方便，固定使
用一个复合视频（CVBS）输入端口（AI24，Pin10管腿），当然，这些都需要I2C 总线来配置。I2C总线控制引脚的接法是由Vweb2010的U14和Y17相连，其中
U14连接时钟线，Y17连接数据线。SAA7114H支持节电方式，工作时功率小于0.5W，需要3.3V供电，I/O口耐压为5V，这一电源由PCI总线上提供。防止输入过压过流采用的方法是在输入端口上并上了一个复合肖特基二极管。模拟电源和数字电源、模拟地和数字的连接方法是用磁珠相连接。SAA7114H内部有多个寄存器用于设定其工作状态，外部提供了两根I2C总线引脚SDA（32脚）和SCL（31脚）用于访问内部寄存器。所有的这些寄存器都是通过Vweb2010进行读写，在操作时，SAA7114H的引脚LLC，LLC2，XTOUT，RTS0，RTS1和RTCO要设置在三态状态，亮度和色度由梳状滤波器自适应调整。
SAA7114H的主要任务就是捕捉和缩放视频图像,向显示控制器提供标准的YUV数字视频流输出格式。sAA7114H的主要特点如下：
(1)对每路CVBS或Y／C输入信号可以选用可编程的静态增益或自动增益控制。
(2)含有两个9位视频A／D变换器,在扩展接口中可以接收数字CVBS信号或Y／C信号的输入。
(3)数字锁相环适用于各种标准和非标准视频信号源的同步处理和时钟的产生。
(4)水平和垂直同步信号的检测。
(5)在片产生符合ITU601标准的行锁定时钟。
SAA7114H还提供一个I2C接口,用于和主控芯片相连接,从而可以对其内部的寄存器进行读写操作,控制SAA7114H的工作状态。
经过SAA7114H解码后的视频信号,必须保持正确的时序对应关系,才能完整无误地恢复原来的视频图像。SAA7114H输出的时序包括行场同步信号、行场消
隐信号、行频场频、场识别信号等。以PAL制信号为例,其行、场时序关系如图7所示。
图7 PAL制信号时序图
其中,HREF信号为行消隐信号,VGATE代表场消隐信号(可以通过对寄存器VSTO[8：0]和VSTA[8：0]的编程进行确定),HREF与V123信号结合能判断当前为奇场或是偶场,FID为场识别信号。以上各信号都能通过SAA7114H的相关管脚进行输出(如RTSO、RTSI、XRH和XRV管脚等)。
4 软件设计
整个远程图像监控应用系统按照C/S的模式来开发，分成监控客户机和和监控服务器两部分，并且是一个真正的“瘦客户机”结构，服务器承担了主要的工作。下面分别简要说明监控服务器和客户的程序设计的几个要点。
4.1 监控客户端程序设计
利用Cabinet技术,编写一安装文件,里面含有控件和动态链接库的版本和安装
信息,将其与控件和动态链接库压缩在一起,与HTTP主页一起存放于服务器端, 并在主页中嵌人该控件,即能实现在PC端用IE访问服务器WEB主页时, 控件能自动识别版本、下载、注册、安装并运行的功能。需要说明的是，该控件含有一个名为ServerURL Custom Property,其Value就是网络摄像机视频服务器的IP 地址，通过其WEB主页的Param来设置。
在用户的IE Browse访问WEB 主页时,他会到他系统的注册表中去查看用户是否安装注册了该控件(匹配主页中的标识), 如没有,就会发出下载请求。用户的IE Browse 会查看他系统注册该控件的版本是否匹配,如不匹配,会发出下载请求。主页中的ServerURL指明了服务器IP地址,控件在被自动下载或直接运行后被IE传递 ServerURL进控件,在控件的相应函数中被检测是否有效。如合法有效，控件就创建异步的一个TCP/IP 的Socket,由该Socket尝试去与ServerURL 及视频服务端口 8000建立连接。一旦连接上，就调用异步选择函数去等待Socket上发生的网络事件，并在重载的WindowProc 中处理,如有新的视频数据包收到,可以点燃该事件,让该事件处理例程调用DIVX去解压和播放。4.2 监控服务器程序设计
监控服务器要完成的功能如下：构造一个微型的嵌入式WEB服务器，初始化Socket并监听等待客户机的连接请求；对客户机进行认证，向客户机发送初始化参数；对屏幕图像数据编码处理并发送给监控客户机，负责动态更新图像数据。另外，监控服务器程序提供参数和安全设置。如用户不设置密码则发出通告，并禁止任何监控客户机的连接。只允许监控客户机监视，或者监视并控制等。
远程服务器通过网络传过来的图像数据包被接收并储存在内存文件中，当数据包全部收完时，调用相应函数解压并显示在视频播放区域。用户在任何一个控制条上有任何调整，都会生成一个相应的控制命令，向服务器的控制服务端口80b2发起连接请求，并把该命令和相应参数传送到服务器，服务器再调用相应的API去控制前端的CCD,并把执行结果Response回传给ActiveX控件。行为和特征、命令格式参照RTSP协议来实现.设置的内容经服务器确认后存放到一全局变量指针所指的内存块中,最终所设置的回存到服务器中，而本地设置则会存到预先设定的文件中。
在服务器和客户机两端都用到了一个组播类(CMuhieast)，它是专门为视频
传输而封装的类。由CObject派生而来，其中定义了以SOCKET类型的收发视频数据的套接宇和组套接字，从而实现了用组播通信方式来传输UDP协议封装的视频数据包。
下面给出在服务器端建立监听套接字和控制套接字的程序。
……
int ret="O"：
BOOL bFlag="TRUE"：//设置套接字为可重用端口地址
ret=setsoekopt(IInfo.listenSocket,SOL_SOCKET，SO_REUSE
ADDR，(char)*＆bFlag，sizeof(bFlag))；
SOCKADDR_IN sockAddr；
char*addr=severaddr.GetBuffer(0)；//定义监听套接字
//的地址
sockAddr.sin_family=AF_INET；
sockAddr.sin_addr.S_un.S_addr
=inet_addr(addr)；
sockAddr.sin_port=htons(PORT)：
if(bind(IInfo.1istenSoeket,(LPSOCKADDR)
5 总结
首先感谢老师和同学的帮助。通过本次课程设计，了解了嵌入式linux系统以及它的一些应用，还清楚了视频监控网络的一些设计方案和基本原理。在课程设计过程中，通过网络和图书馆找到了一些相关的资料，认真学习和理解后结合以前学到的基础知识找出了最佳方案。在学习理解过程中，由于知识面有限难免遇到很多困难，在老师和同学的帮助下很多问题都得到了解决，使我更加认识到合作的重要性。在以后的学习中一定注意开阔自己的思维，在基础知识的学习上有所创新。
6参考文献
1.黄智伟等.ARM9嵌入式系统设计基础教程.北京航空航天大学出版社，2008
2.周立功等.ARM9&WinCE实验与实践――基于S3C2410.北京航空航天大学出版
社，2007
3.陈赜.ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程.北京航空航天大学出版社，
2005
4.田泽.ARM9嵌入式Linux开发实验与实践.北京航空航天大学出版社，2006
5. 张斌，高波等．Linux网络编程．北京：清华大学出版社，2000
嵌入式Linux应用程序设计试题
嵌入式Linux应用程序设计（试题） 1、嵌入式linux操作系统的特点（多选） ABCDE A、低廉性 B、广泛性 C、可移植性好 D、良好的网络支持 E、实时性好 2、Linux的基本思想有两点：A、一切都是文件；B、每个软件都有确定的用途。 3、嵌入式Linux系统构成：嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，用户应用程序。 4、硬盘分区一般分为：主分区，扩展分区,逻辑分区,交换分区 5、主分区和扩展分区的最大的区别：C A、大小不一样 B、挂载点不一样 C、主分区的作用就是用来进行启动操作系统的，因此引导程序都应该存放在主分区上。 D、主分区在硬盘物理位置的最前面 6、Linux分区类型默认的是：C A. vfat B. ext2/ext3 C. swap D. dos 7、如何从当前系统中卸载一个已装载的文件系统 A A. umount [挂载点目录] B. dismount C. mount –u [挂载点目录] D. 从 /etc/fstab 中删除这个文件系统项 8、用户切换指令是: A A、su B、sudo C、useradd D、userdel 9、查看当前系统中的进程指令 A A、ps B、kill C、cat D、man 10、下面杀死一个ID号为9号的进程的操作正确的是 C A、ps -ef B、kill 9 C、kill -9 9 D、rm 9 11、使用重定向来把ls输出保存到文件test.txt中：A A、ls > test.txt B、ls < test.txt C、ls | test.txt D、ls | grep test.txt 12、使用重定向来把test.txt文件中内容输出：B A、more > test.txt B、more < test.txt C、more | test.txt D、more | grep test.txt 13、解压文件tar.tar.gz：C A、tar -zxvf tar.tar.gz B、tar -jxvf tar.tar.gz C、tar -cxvf tar.tar.gz D、tar -jvf tar.tar.gz 14、把目录/aaa内文件及目录的压缩到文件tar.tar.gz：D A、tar -zxvf tar.tar.gz /aaa B、tar -jxvf tar.tar.gz /aaa C、tar -cxvf tar.tar.gz /aaa D、tar -cvf tar.tar.gz /aaa 15、vi 有几种模式：三种模式 16、vi中的操作指令： :w 保存 :q 退出 :q! 强行退出 :wq 保存退出 :w [filename] 保存到filename文件中 :set nu 显示行号，设定之后，会在每一行的前面显示对应行号
高清网络视频监控系统设计方案
一．系统概述 随着社会主义市场经济的发展，社会各行业在实际应用中对安全防范行业提出了更高的要求。而数字网络监控技术作为一种行之有效的安防和自动化管理,已被各个行业安防监控系统所广泛采用。它一方面使单位管理部门能获取各个重要场所内的情况、安全防范，产生的大量实时信息，更有利于加强对单位的安全的管理；另一方面又可提高工作效率,达到现代化网络的管理水平。 安装数字网络监控系统，能大大减少不必要的人力、物力，实时高度监控可视区域，做到控制现场人员的实际运作现状，实时快速的反映所发生的一切事物，便于及时应付处理突发变故事件等；达到安全防范和安全管理的宏观动态监控、微观取证的目的。 根据“数字式网络视频监控”系统项目和有关部门的设计规范要求，结合我公司从事保安监控系统工程设计经验，遵循技术的先进性、系统的扩展性、整体设计的实效性和高性能价格比。在系统的设计中，强调设计的综合管理及操作性能，力求系统操作简便、实用和直观性。 系统设计强调中心监控的综合管理和操作性能，力求系统操作简便直观。一方面激活内部配置管理，利用现代计算机技术和网络技术加强过程控制，以提高管理的水平；另一方面需要使有关部门在事后获取相关录像记录,提供有效现场证据和线索，在事前，事中、事后进行全面防范。 二．设计原则 2.1基本情况介绍 一共有36个监控点。组建这样大型的系统，根据我们对监控行业的了解和丰富的工程经验，认为其需求主要体现在以下几个方面： 一、视频监控覆盖到大楼各通道或重要区域的监控需求的地方，对其进行24小时实时 视频监控，特殊区域还可以进行实时音视频监控； 二、在监控中心可以远程控制球机监控点的云台，实现变焦、变光圈、聚焦的控制，
(整理)嵌入式系统的以太网接口设计及linux内核网络设备驱动.
嵌入式系统的以太网接口设计及linux驱动 1 以太网概述 以太网(Ethernet)是当今局域网采用的最通用的通信协议标准。在以太网中，所有计算机被连接在一条电缆上，采用带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)方法，采用竞争机制和总线拓扑结构。基本上，以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆、多端口集线器、网桥或交换机构成。 按照OSI(Open System Interconnection Reference Model，开放式系统互联参考模型)7层参考模型，以太网定义的是物理层(PHY)和数据链路层(对应以太网的MAC层)的标准。 2 嵌入式处理器上扩展以太网接口 以太网接口控制器主要包括MAC乘PHY两部分，如图1所示为嵌入式处理器集成MAC层控制器。 MAC层控制器和PHY的连接是通过MII、RMII等接口实现的。在IEEE802的标准系列中，数据链路层包括LLC和MAC两个子层。其中MAC负责完成数据帧的封装、解封、发送和接受功能。PHY层的结构随着传输速率的不同而有一定的差异。对于1OBaseT等网络，从以太网PHY芯片输出的就是传输所需的差分信号。但是还需要一个网络隔离变压器组成图2的结构。网络隔离变压器可起到抑制共模干扰、隔离线路以及阻抗匹配等作用。 本文介绍一种新款网络接口芯片DM9000A，它可以很方便的实现与嵌入式CPU的接口，实现扩展以太网口的功能。DM9000A是中国台湾DAVICOM公司推出的一款高速以太网接口芯片，其基本特征是：集成10/100M物理层接口；内部带有16K字节SRAM用作接收发送的FIFO缓存；支持8/16bit两种主机工作模式：
嵌入式Linux应用程序开发报告
湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院学院（系、部）2015~ 2016 学年第一学期 课程名称嵌入式Linux应用程序开发指导教师叶伟琼职称副教授 学生姓名皓月叶舞专业班级通信工程12XX 学号124082004XX 题目AD驱动 成绩起止日期2015 年12 月14 日～2015年12月20 日 目录清单 序号材料名称资料数量备注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 课程设计图纸10 张4 5 6
湖南工业大学 课程设计任务书 2015 —2016学年第1 学期 计算机与通信学院通信工程专业12XX 班 课程名称：嵌入式Linux应用程序开发 设计题目： AD驱动 完成期限：自2015 年12 月14 日至2015 年12 月20 日共 1 周 内容及任务一、设计的主要技术参数 数模转换、数模编程 二、设计任务(内容) 1、完成相关编程模拟量输入采集和转换 2、将结果显示 3、测试并运行，改变模拟量输入 4、验证 5、完成课程设计说明书 三、设计工作量 1周完成 进度安排 起止日期工作内容 12月14日分组、任务分配、课题理解 12月15日-12月17日功能分析、程序设计 12月18日-12月19日实验验证和测试 12月20 日总结、书写实验报告 参考资料[1] 王实甫. 嵌入式Linux系统设计与实例开发. 吉林大学出版社，2004年 [2] 田丰兴. 嵌入式控制系统. 北京航空航天大学出版社，2002年 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日
湖南工业大学 嵌入式Linux应用程序设计 课程设计说明书 AD驱动 起止日期： 2015年 12月14日至 2015年 12月 20 日 学生姓名皓月叶舞 班级通信1204班 学号124082004XX 成绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院 2015年 12月20日
嵌入式linux简单程序
1、demo demo.c #ifndef __KERNEL__ #define __KERNEL__ #endif #ifndef MODULE #define MODULE #endif #include
网络视频监控设计方案
网络视频监控系统 设 计 方 案 目录 一、系统概况 (2) 二、系统总体需求 (2) 三、设计依据 (3) 四、设计原则 (3) 五、系统方案设计 (4) 5.1 系统构成 (4) 5.2 系统原理 (4) 5.3 系统功能 (5) 5.4 监控前端设计 (5) 5.4.1 前端系统说明 (5) 5.4.2 监控点位表 (5) 5.5 监控中心设计 (6) 5.6 存储系统设计 (6) 5.7 传输网络设计 (7) 5.8系统环境设计和要求 (8) 5.8.1、安装要求 (8) 5.8.2、操作控制台（室）装修及设备位置要求 (8) 5.8.3、光线要求 (8)
5.8.4、走线及线槽要求 (8) 5.8.5、空调要求 (9) 5.8.6、供电电源 (9) 六、产品设备参数 (9) 一、系统概况 随着人们生活的发展。交际活动的增多，如今汽车站作为一个公共场所，和人们的联系亦日益紧密。这些场所的安全稳定对保障社会的安定团结、人们的安居乐业起到了非常重要的作用。同时车站也是最容易发生违法犯罪事件的场所。这里时有发生偷盗、抢动、诈骗现象等。这里人员多、人员复杂、而且流量很大。群众人身财产安全受到潜在的威胁。如何保护群众安全，打击犯罪分子，有效遏制违法行为，是车站管理者和警方较棘手的问题，如何更好的维护车站区域的安全和秩序是管理方亟等解决的问题。 目前全国正在开展建设“和谐社会”为主题的社会发展建设，公安部也在不断强调科技强警。各地的公安也开始在车站等场所使用科技防范手段保一方平安。从目前防范技术上看，建设数字化视频监控系统是目前最有效、有力的办法。数字化视频监控系统可以全方位、全天候监控所有场景。通过本系统车站管理方可及时掌握现场动态，可协助管理方对车站重点区域如广场、进站口、售票厅、候车室、安检台等现场指挥，预防突发事件的产生。 二、系统总体需求 忠县友联客运中心拟建设一套视频监控系统，以实现对各区域实现不间断视频监控。要求监控系统基于现有IP网络建设，采用网络视频监控产品构建系统。要求系统建成后能够满足监控、远程控制、录像存储等要求。 系统具体需求如下： 1、系统提供高清质量的的图像，实现二十四小时不间断图像传输 2、系统提高丰富的存储策略，拥有安全、可靠的数据存储机制 3、系统支持接入告警设备，提供丰富的告警联动策略 4、系统能够提供丰富的录像管理策略和检索功能 5、系统具备良好的开放性和扩展性 6、系统提供电信级的管理功能，支持运营级的授权管理
ARM的嵌入式Linux应用程序开发设计
ARM的嵌入式Linux应用程序开发设计 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux 源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。1ARM处理器及开发板在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一 嵌入式系统已经渗透到人们工作、生活中的各个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94％。而嵌入式Linux系统也蓬勃发展，不仅继承了Linux源码开放、内核稳定高效、软件丰富等优势，还具备支持广泛处理器结构和硬件平台、占有空间小、成本低廉、结构紧凑等特点。 1 ARM处理器及开发板 在嵌入式领域，ARM已取得了极大的成功，造就了IP核商业化、市场化的神话。据统计，全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体，一商中有19家是ARM的用户。ARM系列芯片已经被广泛的应用于移动电活、手持式计算机以及各种各样的嵌入式应用领域，成为世界上销量最大的32位微处理器。ARM已成为业界实际的RISC芯片标准。 ARM系列处理器根据各自特点应用于不同领域。从应用的角度上ARM芯片选择的一般原则：MMU；处理器速度；内置存储器容量；USB接口；GPIO数量；中断控制器；IIS(integrate interface ofsound)音频接口；nWAIT信号； RTC(real timeclock)；LCD控制器；PWM输出等各项指标。 本文使用的是ARM9，其性能远远高过ARM7。开发板使用的是广州斯道信息技术有限公司的开发板，中央处理器是三星公司的S3C2410。ARM9具有以下特点：5级流水线；采用哈佛结构；高速缓存和写缓存的引入；支持MMU。 2 嵌入式Linux系统 嵌入式操作系统是嵌入式应用软件的基础和开发平台，它的出现解决了嵌入式软件开发标准化的难题。嵌入式系统具有操作系统的最基本的功能。目前主流的嵌入式系统有以下儿种：Linux、VxWorks、QNX、Windows CE、Palm OS。 嵌入式Linux操作系统具有一些独特的优势：层次结构及内核完全开放；强大的网络支持功能；具备一整套工具链；广泛的硬件支持特性。 嵌入式Linux系统有很多种。本文使用的是Red Hat9操作系统。 在安装有Windows和Linux双系统的PC上，系统会以Linux的GRUB作为引导装入器来选择启动二者。此时若直接删除Linux分区，会导致系统无法启动
嵌入式Linux系统开发标准教程
嵌入式Linux系统开发标准教程 目录 版权信息 内容简介 编辑推荐 目录 编辑本段版权信息 书名: 嵌入式Linux系统开发标准教程 作者：华清远见嵌入式培训中心 出版社：人民邮电出版社 出版时间： 2009 ISBN: 9787115194756 开本：16 定价: 45.00 元 编辑本段内容简介 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》以嵌入式Linux系统开发流程为主线，剖析了嵌入式Linux系统构建的各个环节。《嵌入式Linux 系统开发标准教程(第2版)》从嵌入式系统基础知识和Linux编程技术讲起，接下来介绍了嵌入式Linux交叉开发环境的建立，然后分析了嵌入式Linux系统的引导程序、内核和文件系统三大组成部分，最后介绍了嵌入式Linux系统集成和部署的方法。 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》先以ARM平台为例，对U-Boot和Linux内核启动过程做了详细分析，为学习嵌入式Linux系统开
发奠定基础，然后从概念上阐述了嵌入式Linux系统开发流程，实践上提供了具体的操作步骤，使读者能够深入理解嵌入式Linux系统的构建。 《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》可作为高等院校电子类、电气类、控制类等专业高年级本科生、研究生学习嵌入式Linux的教材，也可供希望进入嵌入式领域的科研和工程技术人员参考使用，还可作为嵌入式培训班的教材和教辅材料。 编辑本段编辑推荐 众多专家、厂商联合推荐，业界权威培训机构的经验总结。《嵌入式Linux系统开发标准教程(第2版)》配套PPT嵌入式专家讲座视频鞂式图书样章。嵌入式系统概述、ARM嵌入式处理器、Linux编程环境，嵌入式交叉开发环境、交叉杆塔工具链、Bootloader、配置编译Linux内核、Liux内核移植、内核高度技术、制作根文件系统、开源软件的应用、系统集成测试、部署Linux系统。 编辑本段目录 第1章嵌入式系统概述 1.1嵌入式系统的定义与特点 1.2常见的嵌入式操作系统 1.3嵌入式Linux的发展历史 1.4初步认识嵌入式Linux开发环境 1.5嵌入式Linux系统开发要点 第2章ARM嵌入式处理器 2.1初识ARM 2.1.1ARM公司简介 2.1.2ARM体系结构基础 2.1.3Linux与ARM处理器 2.2ARM指令集 2.2.1ARM处理器的指令集概述 2.2.2ARM指令寻址方式 2.2.3Thumb指令概述 2.3典型ARM处理器简介 2.3.1AtmelAT91RM9200 2.3.2SamsungS3C2410 2.3.3TIOMAP1510/1610系列 2.3.4Freescalei.Max21 2.4典型的嵌入式系统开发平台——三星S3C2410开发板
高清网络视频监控系统解决方案
高清网络视频监控系统 解 决 方 案 一、概述
1.1 背景分析 中国制造为世人所熟知，随着产业不断升级，生产技术越来越发达，中国作为真正的世界技术工厂也为时不远。现今，工厂的现代化管理手段越来越丰富，准确性也越来越高，各种先进的技术手段比如视频监控系统，可有效的加强对各种场合，特殊设备以及人员的直观管理，及时、有效的反映重要地点区域的现场情况，增强安全保障措施，同时进一步规范各岗位的生产管理。 目前监控系统手段已经从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频监控，利用现有的办公网络、企业专网，光纤专网敷设，甚至互联网和无线网络都能够构建工厂的高清网络视频监控系统;与此同时，百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面;浩宇信息HYTEC公司开发的基于低码率、高清画质、多功能等特性的720P、1080P高清网络摄像机与HYTEC网络视频监控管理平台为不同规模工厂提供了多结构，多用途，良好扩展性的新一代高清视频监控解决方案。 1.2 需求分析 系统主要满足两大部分的需求，一是工厂公共区域安全防范的需要;二是工厂生产区域监控管理的需求。 工厂安全防范 周界视频监控系统：在工厂周界区域部署感红外的固定高清网络枪式摄像机，满足全天候24小时监控。 出入口监控：在厂房出入口、园区出入口以及其他重要区域的出入口安装高清摄像机。 厂房内部：在厂房内部部署大范围监控的摄像机，以满足对整个厂房的全局监控。 库区监控：在库房内外部署摄像机，严密监视现场情况。 生产区域管理 重要设备监控：在车间、厂房一些重要的设备处安装高清摄像机，对设备运行状态、防盗、防破坏进行监视。 生产过程监视：对于一些生产线上、操作岗位进行重点监控，记录操作
Linux网络设备驱动开发实验
实验三：Linux网络设备驱动开发实验 一、实验目的 读懂linux网络设备驱动程序例子，并且实际加载驱动程序，加载进操作系统以后，会随着上层应用程序的触发而执行相应动作，具体执行的动作可以通过代码进行改变。 ●读懂源码及makefile ●编译驱动程序 ●加载 ●多种形式触发动作 二、预备知识 熟悉linux驱动基本原理，能读懂简单的makefile。 三、实验预计时间 80-120分钟左右 四、驱动程序部分具体步骤 要求读懂一个最简单的驱动程序，在驱动程序的诸如“xxx_open”、“xxx_read”等标准接口里面加入打印语句。可参考多模式教学网上的驱动样例。 五、用于触发驱动动作的应用程序及命令 驱动程序就是以静态的标准接口库函数形式存在，网络设备驱动会受到两大类情况的触发，一种是linux里面的控制台里面的命令，另一种是套接口应用程序，首先要搞清都有哪些具体的命令和应用程序流程，应用程序参考多模式教学网的例子。 六、运行测试 提示：需要将驱动程序以dll加载进系统中，并且触发应用程序调用各种文件操作的接口函数，使得驱动有所动作，打印出相关信息。 1.编译驱动： cd /某某目录/vnetdev/ make clean make 2.加载驱动与打开网卡： insmod netdrv.ko
ifconfig vnet0 up 3.运行应用程序 ../raw 4.通过命令“修改网卡MTU”触发驱动执行动作： ifconfig vnet0 mtu 1222 5.显示内核打印： cat /var/log/messages 6.卸载： ifconfig vnet0 down rmmod netdrv.ko 7.修改代码中的某些函数中的打印信息，重新试验上述流程。 至此大家都应该真正理解和掌握了驱动程序-操作系统-应用程序的三者联动机制。 七、实验结果 由图可知能正常加载网卡驱动，并且能够打印调试信息。
嵌入式Linux应用软件开发流程
从软件工程的角度来说，嵌入式应用软件也有一定的生命周期，如要进行需求分析、系统设计、代码编写、调试和维护等工作，软件工程的许多理论对它也是适用的。 但和其他通用软件相比，它的开发有许多独特之处： ·在需求分析时，必须考虑硬件性能的影响，具体功能必须考虑由何种硬件实现。 ·在系统设计阶段，重点考虑的是任务的划分及其接口，而不是模块的划分。模块划分则放在了任务的设计阶段。 ·在调试时采用交叉调试方式。 ·软件调试完毕固化到嵌入式系统中后，它的后期维护工作较少。 下面主要介绍分析和设计阶段的步骤与原则： 1、需求分析 对需求加以分析产生需求说明，需求说明过程给出系统功能需求，它包括：·系统所有实现的功能 ·系统的输入、输出 ·系统的外部接口需求（如用户界面） ·它的性能以及诸如文件/数据库安全等其他要求 在实时系统中，常用状态变迁图来描述系统。在设计状态图时，应对系统运行过程进行详细考虑，尽量在状态图中列出所有系统状态，包括许多用户无需知道的内部状态，对许多异常也应有相应处理。 此外，应清楚地说明人机接口，即操作员与系统间地相互作用。对于比较复杂地系统，形成一本操作手册是必要的，为用户提供使用该系统的操作步骤。为使系统说明更清楚，可以将状态变迁图与操作手册脚本结合起来。
在对需求进行分析，了解系统所要实现的功能的基础上，系统开发选用何种硬件、软件平台就可以确定了。 对于硬件平台，要考虑的是微处理器的处理速度、内存空间的大小、外部扩展设备是否满足功能要求等。如微处理器对外部事件的响应速度是否满足系统的实时性要求，它的稳定性如何，内存空间是否满足操作系统及应用软件的运行要求，对于要求网络功能的系统，是否扩展有以太网接口等。 对于软件平台而言，操作系统是否支持实时性及支持的程度、对多任务的管理能力是否支持前面选中的微处理器、网络功能是否满足系统要求以及开发环境是否完善等都是必须考虑的。 当然，不管选用何种软硬件平台，成本因素都是要考虑的，嵌入式Linux 正是在这方面具有突出的优势。 2、任务和模块划分 在进行需求分析和明确系统功能后，就可以对系统进行任务划分。任务是代码运行的一个映象，是无限循环的一段代码。从系统的角度来看，任务是嵌入式系统中竞争系统资源的最小运行单元，任务可以使用或等待CPU、I/O设备和内存空间等系统资源。 在设计一个较为复杂的多任务应用系统时，进行合理的任务划分对系统的运行效率、实时性和吞吐量影响都极大。任务分解过细会不断地在各任务之间切换，而任务之间的通信量也会很大，这样将会大大地增加系统的开销，影响系统的效率。而任务分解过粗、不够彻底又会造成原本可以并行的操作只能按顺序串行执行，从而影响系统的吞吐量。为了达到系统效率和吞吐量之间的平衡折中，在划分任务时应在数据流图的基础上，遵循下列步骤和原则：
高清网络数字视频监控系统施工方案
高清网络数字视频监控系统 施 工 方 案 有限公司 目录 一、系统需求 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。
二、系统特点 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 三、系统结构 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 四、视频采集 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 、百万高清网络摄像机 ................................................................................................. 错误！未指定书签。 、组网策略 ..................................................................................................................... 错误！未指定书签。 、报警联动 ..................................................................................................................... 错误！未指定书签。 五、数据存储 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 六、显示部分 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 七、施工规范 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 八、售后服务 ................................................................................................................. 错误！未指定书签。 .服务方式 ....................................................................................................................... 错误！未指定书签。 .服务承诺 ....................................................................................................................... 错误！未指定书签。 .服务承诺内容 ............................................................................................................... 错误！未指定书签。 一、系统需求 根据对射击场高清视频监控项目需求情况，采用网络数字视频监控系统来搭建视频监控系统。
一个简单的演示用的Linux字符设备驱动程序.
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
基于嵌入式linux的bsp概念与开发
引言 Linux诞生于1991年,芬兰学生LinuSTorvaldS是Linux操作系统的缔造者,与传统的操作系统不同,Linux操作系统的开发一开始就在FSF(自由软件基金会组织)的GPL(GNU Public License)的版本控制之下,Linux内核的所有源代码都采取了开放源代码的方式。Linux具有相当多的优点。 BSP(Board Support Packet——板级支持包)是介于底层硬件和上层软件之间的底层软件开发包,其主要功能为屏蔽硬件,提供操作系统的引导及硬件驱动。Linux操作系统目前已发展为主流操作系统之一,并且还在不断的壮大和发展。 最新的2.6版内核增加了很多新特性为嵌入式应用提供广泛的支持,使得它不仅可以应用于大型系统,还可以应用于像PDA这类超小型系统中。随着Linux系统在嵌入式领域的广泛应用,对它的研究也在逐渐成为热点并且走向成熟。 在嵌入式系统开发过程中,板级支持包(BSP,BoardSuport Package)的开发已成为非常重要的环节。本文以Linux系统上的BSP技术为研究内容,讨论了BSP的基本概念和设计思想,特别针对Linux系统上BSP的层次结构、各功能模块的实现技术做了详细分析。 通过分析PC机的BIOS技术阐述了嵌入式系统中板级初始化流程和技术重点,并从源代码分析入手详细分析了PC机GURB引导程序设计技术,提出了嵌入式系统上BootLoader的程序结构和设计思想。 嵌入式操作系统对设备驱动程序的管理技术是BSP设计的重要组成部分。本文对比了Linux2.4和Linux2.6的设备驱动程序框架,同时结合大量源代码的研读,对Linux2.6内核的统一设备模型进行了深入的研究,剖析了内核对象机制的主要数据结构及驱动程序设计框架,理解了该模型对设备类的抽象机制,并在实际的项目实践中,结合所作的研究工作,圆满完成了基于ARM+Linux开发平台的BSP开发任务。 最后对本文研究工作进行了总结,并对下一步工作进行了展望。
嵌入式Linux应用完全开发手册
嵌入式Linux应用完全开发手册 终端概述 在Linux中，TTY（终端）是一类字符设备的统称，包括了3中类型：控制台、串口、伪终端。 控制台：供内核使用的终端为控制台。控制台在Linux启动时，通过命令console=…指定，如果没有指定控制台，系把第一个注册的终端作为控制台。控制台是一个虚拟的终端，它必须映射到真正的终端上。 控制台可以简单的理解为printk输出的地方。 控制台是个只输出的设备，功能很简单，只能在内核中访问。 进程四要素 █有段程序供其执行。这段 程序不一定是某个进程所专 有，可以与其它进程共用。 █有进程专用的内核空间 堆栈。 █在内核中有一个 task_struct数据结构，即通 常所说的“进程控制块”。有 了这个数据结构，进程才能 成为内核调度的一个基本单位接受内核的调度。 █有独立的用户空间。 进程调度 █调度概念：从就绪的进程中选出最合适的一个进程执行。 █调度策略 -SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER)：普通的分时进程。
- SCHED_FIFO：先进先出的实时调度 - SCHED_RR：时间片轮转实时进程 - SCHED_BATCH：批处理进程 - SCHED_IDLE：只有在系统空闲时，才能够被调度执行的进程。 进程管理 █特点：动态性、并发性、独 立性、异步性 编译说明 █编译选项： -c编译不链接。 -g 带有调试信息。 -I .h文件所在目录 -预处理：语法分析，例如：将宏定义展开。 -编译：*.c 文件编译成*.s文件。 -汇编：*.s 文件编译成*.o文件。 -链接：多个*.o 文件链接成执行文件。 █Linux系统调用和C库 Linux系统调用是依赖于系统的，而C库在任何操作系统下，调用都是相同的。
数字网络视频监控系统解决方案
数字网络视频监控系统解决方案 作者xacitd 浏览: 796 康德科技数字网络视频监控系统解决方案 1.0前言 1.1概述 随着现代家庭、校园以及企事业单位信息化建设的不断深入，信息网络平台已经基本普及，人们正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。 信息技术的不断深入发展推动了人们的生活、工作模式的创新，多种需求功能融合的革命。采用大量人力对远端环境进行巡视、检修、控制的单一功能的工作模式必将结束其历史使命。人们的工作、生活需要一种能够对远端现场进行监视控制的多功能产品。 传统的安全防范停留在高高的围墙、坚固的栅栏和锁具的层面上，非法入侵而不能及时发现和处理，人们的生命财产尚存在巨大的威胁。数字网络视频监控系统是基于网络的第三代全数字智能视频监控系统，以普通计算机为操作平台，集将视频图像监控、实时监视、多画面分割显示、云台控制监视、录象、画面切换、视频报警、报警联动、回放检索、画面处理、打印、网络远程传输等多功能于一体，具有广泛的用途，代表监控系统的发展方向。提高了管理人员的工作效率，能及时处理警情，最大限度地防范各种入侵，提高处理各种突发事件的反映速度。数字监控系统采用硬盘的方式存储图像，方便查询录像资料，系统使用简单，易于维护。 1.2数字监控系统的优势 信息化：数字网络监控系统建立在计算机基础上，以计算机为操作平台，为信息化的管理建立了基础，在世界的任何一个角落都可掌控所管辖的家庭、门店以及单位的实时信息；
智能化：以数字监控主机为操作中心，通过远程操作监控软件实现系统的智能化控制，如监视、录像、多种画面分割、画面切换、视频报警、报警联动、回放检索、云台镜头控制、打印、网络远程传输等； 现代化：建立以数字监控主机为核心的监控系统，可通过软件的控制，通过解码器可控制云台等前端设备，可更清楚的看到您想要看的活动场景； 实用性：系统设备立足于用户对整个系统的具体要求，最大限度地发挥投资的效益，充分考虑软件、硬件技术的成熟性和性能价格比，注重实用性；系统标准化模块化，易于升级和扩展。 保密性能：系统硬件、软件具有加密功能，使该系统的保密性能优越于其它视频监控系统。 数字网络监控系统的具体优势主要体现在以下方面： 数字监控和模拟监控的对比 略 1.3数字监控系统的特点 网络化：监控进入计算机网络，领导分控均在办公室电脑上实现。 数字化：监控图像，控制及报警信息数字化后进入计算机，可利用高科技手段进行系统管理和处理。 广域化：可实现全行业大范围内的监控报警联网。 智能化：通过软件对各种监控及报警信息，检测数据等进行智能化的分类处理，并可根据不同用户的要求确定监控报警操作流程。 1.4数字化监控系统的功能 监控功能 图像切换，多画面观看，云台及镜头控制，云台预置(64个预置位)，电脑数字录像，管理及回收，图像清晰度(速度)调整。 报警功能
某小区数字网络视频监控技术方案
某小区数字网络视频监控技术方案 1项目概况 安全防范项目是小区安全管理的一个重要组成部分，也是体现安全保卫功能先进性的重要环节。为了充分体现现代的时代特色，本方案采用了国际上最先进的基于IP网络的数字安防产品，为该项目提供功能齐全、应用新颖、投资合理的方案。在本次设计中充分体现出可持续发展的理念，利用网络技术及数字图像处理技术提供多种综合服务功能。 利用网络（LAN）扩展传统模拟CCTV系统以及利用现有网络建立数字化视频监视系统可以为用户节省投资、提高系统的开放性以及带来额外的投资回报。通过将模拟视频数字化、网络化，网络内部、外部的使用者（user）可以通过网络随时、随地观看现场清晰的视频图像，不必再向传统的模拟CCTV系统那样需要敷设大量的电缆，节省了用户的投资。 2系统设计 设计方案不仅特别强调系统的先进性、可靠性、适当超前性和较高的性能价格比，并且充分考虑到了美观性和隐蔽性，在充分把握技术发展方向和满足标书要求的基础上进行优化设计与优化设备配置。 系统设计符合有关规范和标准，采用先进、成熟、可靠的系统产品，规范化的施工，最大限度的满足系统安全和可靠性。使系统达到安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品。并从线路敷设、设备安装、系统调试售后服务等方面，都将充分满足可靠性的要求。 3网络监控系统优势 与传统监控系统相比的优势： 深圳中控网络视频监控系统使用现有的网络系统，采用嵌入式的“网络视频服务器”，实现从监控点前端、监控中心、监控工作站的数字化处理，是监控系
统发展的必然趋势。 深圳中控网络视频监控系统与模拟监控系统、基于计算机平台的数字视频监控系统（嵌入式数字硬盘录像机DVR）相比具有明显的优势： 1．利用现有的网络资源，不需要为新建监控系统铺设同轴电缆和光缆、增加设备，轻而易举的实现远程视频监控。 2．可实现远程监控，尤其是需要组网管理使用的网络化监控，只要有网络的地方就可实现对异地的监视和控制。 3．系统扩展能力强，只要网络接通的情况下就可以扩展新的监控点。 4．不需为监控系统独立布线，视频、音频、控制均通过网络同时传输。 5．维护费用低，网络维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、可以通过网络远程维护系统。 6．系统功能强大、利用灵活、全数字化录像方便于保存和检索。 7．在网络内的计算机，只要通过浏览器经授权便可作为监控工作站使用。4需求分析 实现小区的现代化管理，对人员和车辆的管理，实现全天24小时的视频监控，对居民楼内和周边进行全天实时视频监控，对小区人员和车辆出入的进行管理和控制，对小区内各个路口及主要路段进行实时视频监控，达到安全系数最高的小区，给业主一个超高的安全感。 为小区进行了以下智能化系统的设计和规划： 视频监控系统:针对不同的地方、不同的地点，进行全方位、多角度的进行24小时的视频监控，以保证小区车辆、设备、环境等的安全。摄像机布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。 控制部分主要由总控制台组成:总控制台中主要的功能有：图象信号的切换、图象信号的记录等；对摄象机、电动变焦镜头、云台等进行遥控，以完成对被监视场所全面、详细的监视或跟踪监视；对系统防区进行布防、撤防等功能。 系统支持多画面分割：支持1/4/9/16画面同时浏览。 利用安全防范技术进行安全防范首先对犯罪分子有一种威慑作用，使其不敢轻易作案；其次，一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动，安全防范系统能及时发现、
嵌入式linux应用程序开发期末考试题库及答案
1下列哪一项不是嵌入式操作系统的特点D A、占有资源少 B、低成本 C、高可靠性 D、交互性 2下列哪一项不是嵌入式系统的基本要素C A、嵌入性 B、专用性 C、通用性 D、计算机系统 3现阶段嵌入式系统发展的主要标志为D A、以单芯片为核心的可编程控制器 B、以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心 C、嵌入式操作系统 D、Internet 4下面哪项不是嵌入式系统的特点D A、面向特定应用 B、软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不存储于磁盘中 C、代码尤其要求高质量、高可靠性 D、具备二次开发能力 5下面哪项不是ARM处理器的特点D A、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集 B、兼容8位/16位器件 C、指令长度固定 D、大量使用RAM，指令执行速度更快 6下面哪项不是ARM处理器的特点B A、大多数数据操作都在寄存器中完成 B、采用CISC指令集 C、寻址方式灵活简单，执行效率高 D、体积小、低功耗、低成本、高性能 7下面哪项不属于ARM处理器模式A A、管理模式（root） B、用户模式（usr） C、快速中断模式（fiq） D、外部中断模式（irq） 8下面哪项为错误的说法A A、冯·诺依曼结构共用数据存储空间和程序存储空间，不共享存储器总线 B、哈佛结构有分离的数据和程序空间及分离的访问总线 C、哈佛结构在指令执行时，取址和取数可以进行并行操作 D、哈佛结构指令执行时效率更高 9采用下列哪项更有利于开发微型嵌入式应用系统B A、脚本程序语言 B、C语言或汇编语言 C、C++或SQL语言 D、HTML或XML语言 10下面哪项为一般嵌入式系统开发中不具备的环节B A、系统总体开发 B、数据库设计 C、嵌入式硬件开发 D、嵌入式软件开发 11在嵌入式系统开发过程中下面哪项为错误的说法B A、对于有些硬件和软件都可以实现的功能，需要在成本和性能上做出抉择 B、对实时性要求非常高的产品可以选择嵌入式Linux开发环境 C、嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分 D、嵌入式系统的软件开发可分为交叉编译和交叉调试两部分 12对于Linux操作系统，下面哪项说法是错误的D A、是一种开源的操作系统 B、提供了强大的应用程序开发环境 C、可以免费使用 D、不支持Sparc硬件平台 13使用命令chmod的数字设置，可以改变C A、文件的访问特权 B、目录的访问特权 C、文件/目录的访问特权 14修改文件a.txt的权限，使每个用户都可以读取和写入这个文件，相应命令为A A、chmod666a.txt B、chmod777a.txt C、chmod755a.txt D、chmod555a.txt 15某文件的组外成员的权限为只读；所有者有全部权限；组内的权限为读与写，则该文件的权限为D A、467 B、674 C、476 D、764
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