基于ARM-Linux的无线视频监控系统的设计与实现

长江大学学报 (自然科学版 ) 21年 9第 7第 3:理工 00月卷期 J u n l f a gz nv ri ( a S i dt o r a o n t U i s y N t c E i S p 2 1,Vo. .:S i E g Y e e t ) e.00 17No 3 c& n

基于 ARM— iu L n x的无线视频监控系统的设计与实现马资道，张正炳 (长江大学电子信息学院，湖荆州 442)北 303[要]提出了一种嵌入式 A摘 RM iu L n x平台环境下的无线视频监控系统的解决方案。以嵌入式 AR M9芯

片￥ C 4o作为系统处理核心，US数字摄像头作为视频采集前端，在嵌入式 In x环境平台上实现无 3 21 B u i线视频监控，并通过 wi i线网卡与无线路由器构建嵌入式无线局域网，实现视频的无线传输，最后利 F无 用 S I完成了视频的跨平台实时播放。测试表明，该系统成本低廉而且便携易用，无线带宽和传输速率 D 均能满足实时视频监控的要求，适合办公室和家居监控环境的应用。

[键词] ARM iu;视频监控；W ii关 In x F[图分类号]TN2 7中 7[献标识码]A文 [章编号] 17—1 0 (0 0 3一 0 0文 6 3 4 9 2 1 )0 N6 5— 3

近年来，随着嵌人式技术和移动通信的快速发展，数字化和网络化的视频监控系统朝着无线化方向发展的趋势越来越明显。在嵌入式终端中整合无线局域网 ( AN)技术进行视频监控，将成为嵌入 wL式监控领域的一个热点。目前，基于嵌入式无线终端的视频监控产品由于其无需布线、传输距离远、 环境适应能力强、性能稳定及通讯便利等优势而倍受青睐。为此，笔者提出了一种嵌入式 ARM— iu Ln x平台环境下的无线视频监控系统的解决方案。

1系统总体方案设计系统的硬件部分主要由￥ C 4 0微处理器、US 3 21 B摄像头、无线宽带路由器和 Wi i F无线网卡组成。三星公司的￥ C 4 O 3 2 l解码片是 1/ 2位的 R S嵌入式微处理器，基于 ARM 9 0内核，主频是 3 6 IC 2T

23 0 MHz,对

L n x操作系统有很好的支持性，有很强大的计算处理能力，能更好地实现视频图像的编 iuUS B摄像头采用包含中星微公司的 Z 0 0 P芯片的摄像头， Z 0 0 P芯片内部集成了 C OS C 31 C 31 M 的图像感光芯片、J E硬件压缩引擎和 US P G B设备控制接口，通过它可以采集得到压缩后的 MJ E格 PG

式视频流数据，然后通过 US B接口传输到￥ C 4 O中去处理；无线宽带路由器选用 T - I K公司的 T 3 21 PIN WR 4 G+,T _ 6 1 61 L wR 4 G+无线路由器可以在恶劣环境中取代有线电缆实现无线快速接人，满足小型企 .业、办公室和家庭的无线上网需求；Wii线网卡采用了目前最流行、性价比最高的 T - 3 1 F无 L WN 2 G+,它

采用的是雷凌 ( a n )公司的 R 7芯片，无线传输速率高达 5 Mb s R lk i T3 4 p,传输距离可达 1 0 0 m,能够 0￣3 0满足普通局域网内视频监控的要求。 为了在局域网内实现无线视频监控功能，首先要配置好无线路由器，构建嵌入式无线传输环境。无

线路由器有 2个 I P,分别基于有线 L AN和无线 w AN方式。将 L AN接口与本地局域网设置为同一个网段，用于使本地网关服务器连上 Itr e。无线网段使用不同于本地 I n en t P的子网网段，通过 Wi i道 F信

进行通信。将无线网卡通过 US - B HUB接到开发板上并驱动它进行工作，扫描到本地无线路由器后与其连接，建立无线局域网。然后启动服务器端应用程序，对监测现场进行视频图像采集。摄像头通过 US— B HUB接口与开发板连接，移植编译好的驱动程序到 ARM上，加载该驱动使摄像头能够正常工作。系统监控终端通过在应用程序中调用 L n x下的 V4 iu L接口函数访问摄像头采集图像，得到 J E P G格式的视频数据。传输之前绑定一个端口，用于与远程客户端建立连接，再将视频数据通过无线网卡发

[收稿日期]2 1 0 0一o 6—2 6[基金项目]湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目 (鄂教科 2 0——) 0 474。[者简介]马资道 (

9 4一，男，20作 18 ) 0 8年大学毕业，硕士生，现主要从事嵌入式视频通信方面的教学与研究工作。

长江大学学报 (然科学版)自

21 OO年 9月

送出去，经过无线路由器传输到 Itr e上。客户端通过 P n en t C机连接到上面建立的无线局域网上，并且通过 S DL设计一个视频播放器，接收到视频流后进行实时显示。整个结构如图 1所示。

2系统设计与实现1 US ) B摄像头驱动程序的移植系

统中 US B摄像头驱动采用了 Ln x下的 iu通用摄像头驱动 sc5 x sc5 x一个 pax。 pax是

开源的驱动程序源码包，支持多种型号的摄像头，并支持 J E UV、R B等图 P (、Y G像格式的输出[。scS x中定义的系统 pax调用接口的数据结构主要定义了 o e、 p n c s、ra、mma (存映射 ) i t l e ed o p内、 o l cS3 4l C2 O

网关服务器】 02 5 0 1 052 4

二[射l S. 261内映=I B 1 85存二 I 91 UHB U闶线网卡—

l[=里些=I=l9】81 0】2 6 0 2

无线传输

(/ IO控制 )等函数，通过在应用程序中对设备节点调用这些函数就可以操作摄像头来完成应用程序的要求。将 sc5 x交 pa x叉编译后移植到 A M板上，加载该驱动后就可以让摄像头正常工作了。 R图 1系统总体结构图

信道I远程客户端

2 )无线网卡驱动及无线网络工具的移植 US B无线网卡 TL WN3 1 I用的是 R 7~ 2 G-采 - T 3芯片，在 R l k的官方网站上可以下载到其驱动程序源代码包 RT 3 ai n 7一L n x—S iu TA—Dr1 0 4 0 trg。将该 v . . . .a. z驱动编译到开发板的 L n x内核中并加载模块就可以启动无线网卡工作。主要步骤如下：①解压驱动程 iu序包到内核的 dies u b n t r7 r r/ s/ e/ t3目录下并修改权限；②选用 Ln x2 6内核的 Ma ei,添加内核 v iu - . k fe l

路径，并修改编译参数；③修改 dies u b n tKcni;修改 d iesu b n tMa ei;⑤重新配 r r/ s/ e

/ o f④ v g r r/ s/ e/ k fe v l置内核，在设备驱动中加入选中无线网络支持，在 US B驱动中选中 r7 t3设备支持；⑥重新编译内核，生成所需的无线网卡的驱动模块 r7 . o t 3 k,将该驱动加到根文件系统中，并将新内核烧写到开发板中。无

除了移植无线网卡驱动外，还要添加无线网络工具，便于操作无线网卡工作。交叉编译无线网络工具包 wi ls—tos2 .a. z r es o l 9 trg,生成的二进制可执行文件加到根文件系统的/ bn目录下，重新烧写根 e . si文件系统到开发板中。3视频采集程序的实现 ) L n x下的视频采集是 ium i主线程 an开始设置图像参数

器

基于 Vie 4 u V4 )提供的接口函数来实现的。 d o I n x( L i

V L是 L n x中关于视频设备的内核驱动，它为针对 4 iu视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，这些视频设备包括现今市场上流行的 TV卡、视频捕捉卡和 US B摄像头等。在应用程序中可以利用 V4] I结合 I0控制函数来操作摄像头进行视频数据采集。图/ 2所示是视频采集的流程图。 4无线视频传输的实现视频采集完成后，就 )要进行视频的无线局域网 ( AN)网络传输，这就 wL需要考虑到所用的无线局域网协议和其网络传输速

土初始化采集设备

截取图像并缓存

否

是否结束采集 7 打开视频设备

启动采集线程

关闭视频设备

图 2视频采集的流程图

率。无线局域网的标准主要是指 I E 8 2 1 E E 0 . 1协议族，包括 8 2 1 a 0 . 1和 8 2 1g 0 . l、8 2 1b 0 . 1。其中 8 2 1 b即 Wii术采用的标准，它采用通用的 2 4 0. 1 F技 . GHz的频段，传输速率达到 1 Mbts 1 i,与有线以/ 太网的传输速率 …… 此处隐藏：4678字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……