江蘇科技大學(xué)-嵌入式課程設(shè)計(jì)--基于WEB的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)

1、嵌入式課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書設(shè)計(jì)題目：遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè) 通信工程 成 員 梅發(fā)同 黃小青 劉 陽 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控1 引 言嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是本專業(yè)在學(xué)習(xí)完 C 語言、LINUX 操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)原理與接口設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)原理之后的專業(yè)課程設(shè)計(jì)，屬于專業(yè)課內(nèi)容。通過課程設(shè)計(jì)建立嵌入式系統(tǒng)主體環(huán)節(jié)，嵌入式系統(tǒng)的最小結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)基本技能，培養(yǎng)分析和解決一些簡單的實(shí)際問題的能力，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展和高速寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及, 利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控已為人們廣泛接受, 嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)正是在此條件下逐步發(fā)展成熟起來的。 用戶使用 Web 瀏覽器, 通過以太

2、網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問內(nèi)置 Web 服務(wù)器的監(jiān)控?cái)z像機(jī), 不但可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控, 而且可以向監(jiān)控現(xiàn)場發(fā)送指令。 在整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中, 嵌入式 Web 服務(wù)器起著十分重要的作用。本課題就是基于該項(xiàng)技術(shù)，最終編程實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)控制下位機(jī)嵌入式控制器的電機(jī)啟動(dòng)和停止。1.1研究目的和意義1、通過嵌入式課程設(shè)計(jì)，熟練掌握 C 語言的編程方法?；?WEB 的遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，CGI 的編寫和使用，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2、通過基于 WEB 的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握 S3C2410 實(shí)驗(yàn)箱,直流電機(jī)的工作原理，BOA 服務(wù)器的使用，CGI 的使用和簡單程序的編寫及調(diào)試

3、方法，最終提高我們的動(dòng)手實(shí)踐能力。3、本課題的研究目的是用 BOA 服務(wù)器、CGI、IE 瀏覽器設(shè)計(jì)一個(gè)通過 IE 瀏覽器監(jiān)控電機(jī)的系統(tǒng)，能夠通過兩個(gè)簡單的按鍵對電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)和停止的控制，并能夠在 IE 瀏覽器上看到電機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)。4、由于基于 WEB 的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將成為今后遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的主流方向，所以需要設(shè)計(jì)出簡單實(shí)用，讓人們更滿意的產(chǎn)品。1.2 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要內(nèi)容1基本要求本課題主要設(shè)計(jì)和研究基于WEB的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，要求在遠(yuǎn)程WEB上能看到本地監(jiān)控?cái)z像頭所采集的實(shí)時(shí)圖像。2應(yīng)解決的問題1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案2）分析網(wǎng)絡(luò)程序結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序的使用方法3）編程實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)服

4、務(wù)器功能4）編程實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀、PC機(jī)pentumn500以上、硬盤40G以上、內(nèi)存大于256M，130萬高清攝像頭.。軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng)REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX開發(fā)環(huán)境。UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀嵌入式Linux 開發(fā)平臺(tái)簡介Linux價(jià)格低廉、功能強(qiáng)大，可以運(yùn)行在X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,MOTOROLA，NEC，ARM等硬件平臺(tái)上，而且開放源代碼，可以定制。我們所介紹的硬件平臺(tái)是基于ARM體系結(jié)構(gòu)，由北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司開發(fā)

5、的UP-NetARM3000、UP-NetARM2410 系列以及UP-TECHPXA270 系列實(shí)驗(yàn)儀器。UP-NetARM3000 的CPU為ARM7TDMI內(nèi)核的三星S3C44B0X01 芯片，由于沒有MMU（內(nèi)存管理單元）只能運(yùn)行uClinux，UP-NetARM2410 系列的CPU為ARM920T內(nèi)核的三星S3c2410 芯片，由于有MMU可以運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的ARM-LINUX內(nèi)核。UP-TECHPXA270 系列實(shí)驗(yàn)儀器為Intel PXA ARM10 系列CPU。通過這些硬件平臺(tái)，我們可以學(xué)習(xí)嵌入式LINUX中的針對有MMU和無MMU的不同開發(fā)過程。UP-NetARM3000 和UP

6、-TECHPXA270 系列產(chǎn)品及其相關(guān)資料可以訪問博創(chuàng)公司的網(wǎng)站獲得。本書以UP-NetARM2410 系列中的經(jīng)典版UP-TECH S2410/P270 DVP為例，詳細(xì)介紹嵌入式 Linux的開發(fā)過程3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:基于UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀平臺(tái)，在ARM-Linux 系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)嵌入式WEB服務(wù)器BOA 和視頻服務(wù)器SPCASERV 搭建視頻監(jiān)控系統(tǒng)。4實(shí)驗(yàn)步驟:4.1、移植 BOA 服務(wù)器打開虛擬機(jī)，啟動(dòng)linux。新建終端，輸入minicom啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)箱Minicom啟動(dòng)圖設(shè)置ip并且在minicom下ping通主機(jī)實(shí)驗(yàn)用主機(jī)IP ：19

7、00開發(fā)板IP： 22手動(dòng)創(chuàng)建本實(shí)驗(yàn)?zāi)夸沨xq(創(chuàng)建在Linux 系統(tǒng)的/mnt/yaffs/ 目錄下)/mnt/yaffs/# mkdir hxq我們的光盤中提供了boa 的源代碼，叫做boa-0.94.13.tar.gz。首先解壓該文件至實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浵拢? tar xzvf boa-0.94.13.tar.gz然后進(jìn)入源代碼目錄：# cd boa-0.94.13/src修改文件compat.h 的第120 行：# vi compat.h修改后，第120 行的內(nèi)容如下：#define TIMEZONE_OFFSET(foo) foo-tm_gmtoff即只

8、是去掉了該行的兩個(gè)#字符。然后修改 boa.c:# vi boa.c找到該文件的225227 行，注釋掉這幾行，不然運(yùn)行的時(shí)候會(huì)出錯(cuò)。源文件的修改就完成了，現(xiàn)在開始編譯。首先，運(yùn)行 configure 程序?qū)υ次募M(jìn)行配置：# ./configure配置完成后，修改Makefile：# vi Makefile修改第31 行和32 行如下：CC = arm-linux-gccCPP = arm-linux-gcc -E修改完成后，保存文件，運(yùn)行Make 進(jìn)行編譯：# make編譯完成后，會(huì)在該目錄下生成我們需要的可執(zhí)行文件boa。4.2、配置 BOA 服務(wù)器Boa 運(yùn)行時(shí)需要在文件系統(tǒng)的/etc

9、/boa 目錄下有一個(gè)boa.conf 文件，該文件的全部內(nèi)容如下：Port 80#Listen User rootGroup 0ErrorLog /var/log/boa/error_logAccessLog /dev/nullServerName .hereDocumentRoot /var/wwwDirectoryIndex index.htmlKeepAliveMax 1000KeepAliveTimeout 10MimeTypes /etc/mime.typesDefaultType text/plainCGIPath /bin:/usr/

10、bin:/usr/local/binAddType application/x-httpd-cgi cgiScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/另外，在/etc 目錄下還需要一個(gè)mime.types 文件，可以直接從宿主機(jī)上的/etc 目錄拷貝過來到ARM 系統(tǒng)的根文件系統(tǒng)的/etc 目錄下。此步驟需要ARM 系統(tǒng)配套的根文件系統(tǒng)的源碼。運(yùn)行時(shí)需要的目錄如下：/var/www 這個(gè)是我們的html 文件存放的目錄/var/www/cgi-bin 這個(gè)是CGI 程序存放的目錄/var/log/boa/error_log 這個(gè)是boa 服務(wù)器存放錯(cuò)誤日志的地

11、方實(shí)際UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀的根文件系統(tǒng)中已經(jīng)將boa 服務(wù)器和該服務(wù)器運(yùn)行需要的文件和目錄設(shè)置好，以上步驟僅供用戶參考，可以略過。燒寫有boa配置文件的根文件系統(tǒng)制作根文件系統(tǒng)：mkcramfs root root.cramfs燒寫根文件系統(tǒng)用超級終端，進(jìn)入viviviviload flash root x 回車當(dāng)出現(xiàn)Ready for downloading using xmodem.Waiting.點(diǎn)擊超級終端任務(wù)欄上“傳送”下拉菜單中的“發(fā)送文件”，選擇好鏡像文件root.cramfs,協(xié)議為Xmodem,點(diǎn)擊“發(fā)送 ,等待root.cramfs 燒寫完畢；Root

12、燒寫示例圖1Root燒寫示例圖14.3、移植視頻服務(wù)器 SPCASERV1） 從 http:/mxhaard.free.fr/spca50x/Download 下載spcaview 源碼，或直接使用本實(shí)驗(yàn)提供源碼，將其解壓并進(jìn)入源碼目錄。rootvm-dev webcam# tar -vxzf spcaview-.tar.gz2） 進(jìn)入解壓后源文件目錄，修改 Makefile 文件rootvm-dev webcam# cd spcaview-修改CC、CPP 編譯器宏指定為自己的交叉編譯器，并將大約62 行處gcc $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(

13、SERVLIBS)修改改為$(CC) $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(SERVLIBS)如下所示：注意$(CC)前面邊距為TAB 制表符間距。rootvm-dev spcaview-# vi MakefileCC=arm-linux-gccCPP= arm-linux-g+Spcaserv:$(OBJSERVER)$(CC) $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(SERVLIBS)3） 保存并退出，編譯程序rootvm-dev spcaview-# make spcaserv編譯成功，會(huì)在當(dāng)前目錄下生成視頻服

14、務(wù)器 spcaserv4） 將 spcaview- 文件夾中的http-java-applet 文件夾的內(nèi)容(不是目錄)拷貝到ARM 系統(tǒng)端的/var/www/目錄下，將生成的spcaserv 下載到開發(fā)板上。4.4、掛載boa和servfox設(shè)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)取消防火墻選中NFSNFS配置圖設(shè)置共享文件夾掛載命令： mount t nfs o intr,nolock,rsize=1024,wsize=1024 虛擬機(jī)IP：/arm2410cl /mnt/nfs 在var下創(chuàng)建boa的目錄文件 將 spcaview- 文件夾中的http-java-applet 文件夾的內(nèi)容(不是目錄)拷貝到ARM

15、系統(tǒng)端的/var/www/var/www/目錄下，將生成的servfox 下載到開發(fā)板上/var/www 這個(gè)是我們的html 文件存放的目錄/var/www/cgi-bin 這個(gè)是CGI 程序存放的目錄/var/log/boa/error_log 這個(gè)是boa 服務(wù)器存放錯(cuò)誤日志的地方實(shí)驗(yàn)截圖：4.5掛載攝像頭驅(qū)動(dòng)此時(shí)便可以在試驗(yàn)箱觸摸屏上看到攝像頭所采集的實(shí)時(shí)圖像實(shí)時(shí)圖像14.6、建立設(shè)備節(jié)點(diǎn)輸入命令：mknod /dev/video0 c 81 04.7、運(yùn)行boa輸入命令：./boa，輸入ps查看boa是否運(yùn)行成功4.8、運(yùn)行servfox輸入命令：./servfox g d /dev

16、/video0 s 640x480 w 7070到此開發(fā)板上所需服務(wù)器建立運(yùn)行完畢，下面進(jìn)行瀏覽器端測試。5、WEB客戶端測試打開瀏覽器21（主機(jī)上必須安裝java運(yùn)行環(huán)境才能運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)用電腦已安裝Java環(huán)境，這里就不再累述，沒有的話請自主下載安裝。）測試結(jié)果：實(shí)時(shí)圖像2實(shí)時(shí)圖像36 、設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過一周的學(xué)習(xí)與努力，經(jīng)過系統(tǒng)分析、方案論證、 查找資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)、 調(diào)試 等階段完成了基于 web 的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的制作。在這一個(gè)周的課程設(shè)計(jì)中，我們這一組得到了老師和同學(xué)很大的幫助，有時(shí)候覺得進(jìn)行不下去了，老師或同學(xué)一句話就能讓我茅塞頓開。即使聽不懂，他們也會(huì)耐

17、心的講解。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作過程中，確實(shí)遇到了各種各樣的問題，如調(diào)試思路正確但是沒有能夠進(jìn)行找到合適的方法進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中對于程序的編寫以及目錄結(jié)構(gòu)的認(rèn)知上存在偏差，其主要原因還是基礎(chǔ)功不扎實(shí)，把握系統(tǒng)的能力不足，這為我們以后的學(xué)習(xí)和工作提了一個(gè)醒。在問題的解決過程中，也提高了組員的動(dòng)手動(dòng)腦能力，學(xué)到了許多在書本上學(xué)不到的知識(shí)。在具體的設(shè)計(jì)當(dāng)中解決了諸如 熟悉了UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀平臺(tái)和Linux系統(tǒng)下的命令，C 程序的修改及boa servfox服務(wù)器的搭建、配置，程序的調(diào)試和系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)等問題，小組成員收獲很大。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，張明老師時(shí)時(shí)督促和引導(dǎo)，并在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了方向指導(dǎo)，在總體方向不出錯(cuò)的基礎(chǔ)上，施展自己的所學(xué)，發(fā)揮個(gè)人的所長。他不僅在學(xué)習(xí)上和生活上給予了我們多方面的指導(dǎo)和無微不至的關(guān)懷，而且他淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的工作作風(fēng)和寬以待人的處事風(fēng)格使我終身受益，并且還從中學(xué)會(huì)了分析問題和解決問題的方法此外，在本次設(shè)計(jì)過程中，還得到了其他老師的熱情關(guān)心和幫助，在此僅代表我們?nèi)M向張明老師表示崇