监控摄影头网络怎么实现多处观看【一种网络视频监控系统的设计与实现】

时间：2020-02-27 07:24:54　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：介绍一种网络视频监控系统实现方案，系统以嵌入式Linux和嵌入式微控制器S3C2410为核心平台，通过嵌入式平台建立的Web服务器将USB摄像头采集来的视频信号，经过网络传输，完成对测控现场和测试设备的网络视频监控任务。详细介绍了在上述嵌入式平台上USB设备的驱动开发以及如何在嵌入式Linux下实现视频采集，并完成了在该嵌入式平台上的应用程序的移植。
　　关键词：嵌入式Linux 视频采集可视化网络视频监控
　　
　　本研究针对远程测控的可视化监控要求，设计实现了一种以嵌入式服务器为基础的网络视频监控系统。该系统以嵌入式微控制器S3C2410为核心构建了一个嵌入式平台，利用嵌入式操作系统Linux和TCP/IP协议建立嵌入式Web服务器，以USB数字摄像头为视频前端，网上用户可以通过IE浏览器访问服务器，实时查看测控现场和测试设备的情况。
　　
　　一、系统原理及硬件构成
　　
　　1、设计思想及工作原理
　　系统设计思想是将视频前端和嵌入式Web服务器整合在一起，采集数字摄像头传来的视频信号，通过USB总线传送到Web服务器。Web服务器接上网络，网络上用户可以用IE观看Web服务器上的监控图像。
　　系统的工作原理是利用嵌入式linux和ARM控制器建立Web服务器，通过服务器接收来自浏览器的指令并采集USB摄像头的视频图像，并通过网络向浏览器传输视频，从而达到远程视频监控的目的。
　　2、系统硬件结构
　　系统硬件平台功能框图如图1所示，该平台采用的是Samsang公司的处理器S3C2410。利用USB接口连接摄像头采集视频，通过以太网接口与网络连接，完成网络监控的任务。
　　
　　
　　二、操作系统
　　
　　本系统采用2.4.20版本的嵌入式Linux内核。由于每个硬件平台的应用环境以及硬件环境不同，要使内核能够运行在嵌入式的平台上，需要进行裁减。在嵌入式内核的目录下对与处理器相关的选项进行修改。
　　
　　三、视频采集的实现
　　
　　系统选用的视频前端为USB摄像头。视频数据的采集需要两个步骤，一是编译硬件接口的驱动程序，二是通过内核中提供的关于视频采集部分的代码编写视频采集的应用程序。
　　1、Linux下USB设备驱动开发
　　USB设备的驱动与通用设备的驱动准则一样，但需要与嵌入式内核挂钩。因此在驱动中声明一个video_device结构，并指定文件操作函数指针数组fops，向系统注册。
　　在编译器部分，将驱动程序中Makefile文件中相关行改为CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-gcc-linux（修改的代码根据宿主机的操作系统以及编译器所在位置而不同）。同时对下列与处理器相关的部分进行修改，即可实现对S3C2410的USB驱动的移植。
　　2、基于V4L的视频采集程序
　　在嵌入式内核的Video For Linux（V4L）部分为视频采集的应用程序提供了一系列的接口函数，通过这些函数，可以执行打开、读写、关闭等基本的操作。视频采集程序的流程如图2所示。
　　本系统采用在PC机上已经出现的双缓冲措施来改进嵌入式系统中的USB摄像头视频采集程序，在内存映射方式采集视频时，申请两帧图像缓冲，在一帧被处理时可以采集另一帧。需要定义当前帧号以及状态，并时刻持有当前帧的序号、起始地址等信息，以防混淆。
　　
　　四、视频图像压缩及播放
　　
　　本系统采用的方法是将每一帧图像压缩成jpeg格式的图片，利用服务器推送的技术（server push）使服务器主动发送信息，浏览器随时显示服务器发送的图像，达到视频监控的目的。图像标准为358×288；帧容量为8 kb/帧；实时性为200kb /s。
　　
　　五、结束语
　　
　　基于嵌入式Linux和S3C2410的视频监控系统是一种低成本的网络视频监控方案。系统支持USB视频监控设备，可与各类远程测控设备结合，具有广泛的应用价值。本系统采用了压缩比较小的压缩算法，在一般带宽下传输只有8帧/s。因此下一步的改进计划是使用MPEG-4的视频编码芯片，以达到更好的视频监控效果（25帧/s）。
　　可视化实时监控是远程测控应用中的一项重要技术，可用于军事、工业和教学等许多领域。随着网络技术和嵌入式技术的不断发展，基于网络和嵌入式技术的远程监控将取代传统的监控方式，在各种无人值守场所和需要远程监控的领域得到广泛的应用，如银行、超市、智能小区监控、远程教育领域以及各种工业场所等。
　　
　　参考文献：
　　[1] 杨继华，严国萍.基于嵌入式Linux与S3C2410平台的视频采集[J].单片机与嵌入式系统应用,2004(11):67-69.
　　[2] 赵方鹏，杨建华，赵忠，等.基于嵌入式Linux的网络视频监控系统[J].测控技术,2007，26(5):55-57.
　　[3] 李冰，孙建平，谭悦，等.基于嵌入式Linux与S3C2410的网络视频监控[J].华北电力大学学报,2006,33 (4):9-11.

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