管理信息化VR虛擬現(xiàn)實基于ARM9的智能家居61

管理信息化VR虛擬現(xiàn)實基于ARM9的智能家居61摘要隨著科技的發(fā)展，以及嵌入式技術的應用，傳統(tǒng)的家居生活已不能滿足我們的生活，越來越多的廠家開始注重智能家居的推廣和使用。智能家居以住宅為平臺，由ZigBee星型家庭內網和嵌入式家庭網關兩部分組成。用戶訪問可以通過web瀏覽器登錄家庭網關，或本地用戶直接通過家庭網關的圖形用戶界面，對家庭內網進行溫濕度、煙霧濃度、光照強度等信息的采集和對燈光等進行控制。本課題是基于ARM9的智能家居監(jiān)控模塊設計與實現(xiàn)，采用ARM9內核的S3C2440Linux下載到硬件平臺上。主要完成以下工作：（1）進行網絡的相關配置，在系統(tǒng)運行的時候，需要掛載根文件系統(tǒng)，這時需要網絡的連接。本次設計中網絡連接用的是橋接。（2）Bootloader移植、Linux內核移植、根文件系統(tǒng)制作，這些事系統(tǒng)運行階段的基礎。（3）對嵌入式webboa工作流程，搭建瀏覽器客戶端網頁，讓攝像頭采集的圖像在網頁上顯示。關鍵詞：嵌入式；網關；web瀏覽器；ARM9AbstractWiththedevelopmentoftechnology,aswellastheapplicationofembeddedtechnology,thetraditionalhomelifecannotmeetourlife,moreandmoremanufacturersbegantofocusonthepromotionanduseofsmarthome.Smarthometoresidentialastheplatform,fromtheZigBeestarbasedhomenetworkandembeddedhomegatewaytwoparts.Accesstotheusercanthroughthewebbrowsertologhomegateway,orlocaluserdirectlythroughthegraphicaluserinterfaceofthehomegateway,thefamilynetworkfortemperatureandhumidity,smokeconcentrationandlightaccordingtointensityinformationacquisitionandlightingcontrol.ThispaperisbasedonARM9intelligenthomemonitoringmoduledesignandimplementation,usingARM9S3C2440processorasthecontrolchip,thetransplantationofLinuxoperatingsystemtothehardwareplatform,atlast,thesoftwareisdownloadedtothehardwareplatform.Mainlythefollowingseveralworkneedstobedone:(1)thenetworkconfiguration,intheoperationofthesystemandneedtomounttherootfilesystem,thenneedtonetworkconnection.Thenetworkconnectioninthisdesignisbridged.(2)buildenvironment,includingtheestablishmentoftheserver,theinstallationofcrosspiler,Bootloadertransplantation,Linuxkerneltransplantation,rootfilesystemproduction,thesethingssystemoperationstage.(3)theembeddedwebresearch,buildserverboa,understandtheworkprocessofcameraimageacquisition,buildtheclientbrowserpage,letthecameratocaptureimagesdisplayedonawebpage.Keywords:Embedded,Gateway,Webbrowser,ARM9目錄摘要IAbstractII目錄IV第1章緒論11.1本課題研究目的與意義11.2國內外技術研究現(xiàn)狀11.2.1國外研究現(xiàn)狀11.2.2國內研究現(xiàn)狀31.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢41.4論文的組織5第2章智能家居系統(tǒng)總體方案72.1需求分析72.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案9第3章監(jiān)控系統(tǒng)硬件環(huán)境113.1硬件平臺總體結構11主控制芯片12Ov9650攝像頭13硬件的連接14第4章嵌入式環(huán)境的配置154.1Linux操作系統(tǒng)簡介154.2tftp與NFS服務器配置194.2.1tftp服務器的配置194.2.2NFS服務器配置204.3安裝交叉編譯器20第5章監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)225.1Bootloader的移植225.2內核的移植255.3根文件系統(tǒng)制作265.4boa服務器的移植285.5基于v4l的視頻采集295.6MPEG-4編碼305.7效果演示32第6章總結和展望336.1總結336.2展望與不足33致謝35參考文獻36附件一37附件二44第1章緒論1.1本課題研究目的與意義智能家居與普通家居相比，它不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品質的家庭生活空間。視頻監(jiān)控是智能家居中的一個重要模塊，對家庭安全有著重要的作用，而且，視頻監(jiān)控在其他方面也得到了廣泛應用，如：交通、銀行和安全部門。視頻監(jiān)控系統(tǒng)從第一代基于模擬攝像機的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，到第二代基于計算機的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，再到第三代基于嵌入式的網絡數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控已經經歷了三個發(fā)展階段。目前的第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)是具有集前端一體化、圖像數(shù)字化、監(jiān)控網絡化、系統(tǒng)集成化等特性于一身的嵌入式web技術的遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。嵌入式視頻web服務器的主要原理是視頻服務器內置一個boa服務器，采用嵌入式操作系統(tǒng)。前端攝像機送來的視頻圖像通過內部總線送到服務器，將采集到的原始圖像經過編碼壓縮、打包等過程變成基于網絡協(xié)議的數(shù)據流，數(shù)據流通過網絡進行傳輸，發(fā)送到終端用戶。網絡終端用戶可以直接用瀏覽器觀看web服務器上的攝像機圖像，授權用戶可以通過專用的客戶端軟件進行顯示和各種操作。1.2國內外技術研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀1984年美國聯(lián)合科技公司將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding的誕生，雖然當時只是對一棟破舊的大樓進行了改造，但是是采用先進的計算機技術對都市大廈內部的電梯照明、空調等設備進行監(jiān)控，并且還可以提供情報資料、電郵、語音通信等信息的服務。自此以后美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案，而且都從國家戰(zhàn)略的高度大力推廣智能家居控制系統(tǒng)。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國家都有廣泛的應用。20世紀80了住宅電子化(HE,HomeElectronics)的概念。80年代中期，將家用電器、通訊設備與安防設備的功能綜合為一體，形成了家居自動化概念(HA，HomeAutomation)80中各種通信、家電、安防設備通過總線技術進行連接、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國稱為智慧屋(WH,WiseHome)，在歐洲稱為時髦屋(SH,SmartHome)。當時日本正處于房產市場低迷時期，日本建設省在推進智能建筑概念時，抓住用于住宅總線技術的契機，提出了家庭總線系統(tǒng)概念(HBS,HomeBusSystem)普及，智能家居的概念才真正體現(xiàn)了其本意，在好萊塢科幻電影中看到的那種高度智能化的家居系統(tǒng)正在走進我們的生活。日本松下公司正在把“數(shù)碼家庭”的概念應用到養(yǎng)老院，養(yǎng)老院的所有房間都裝有多種測量儀器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機等，并與局域網相連，這樣每個居住者的體溫、血壓等多項數(shù)據可以傳送到護理中心，實生物傳感器探測人的行為來自動控制和調節(jié)居住系統(tǒng)。日本大型住宅公司MISAWAHOME為解決購房者對房屋防盜系統(tǒng)的不滿意，新近推出“保全住宅”該住宅內部采用指紋辯識門禁系統(tǒng)，另設有隱藏式防盜室，當遇到小偷闖入時屋主可躲進去緊急避難，防盜室設有兩道厚重的門，其中內門只要從里面上鎖后，外部無法靠人力打開。防盜室內裝設電話專線，電話線埋在地下，另外還可在屋內放置一個機器人，畝以依歹徒恐嚇的聲音來反應，并出聲求救，發(fā)揮報警求救功能。1.2.2國內研究現(xiàn)狀伴隨著國內房地產市場的繁榮，近年來智能家居從概念引進到研究開發(fā)經歷了迅速的發(fā)展。調查發(fā)現(xiàn)，目前國內市場中常見的智能家居子系統(tǒng)基本上由原來的照明、安防和門禁對講系統(tǒng)生產廠家提供的，這些系統(tǒng)大都沒有脫離原有產品的形態(tài)，屬于“嫁接智能”范疇。由于這些產品的技術路線多種多樣，一些大公司在整合他們的時候標準也就很難規(guī)范統(tǒng)一。在我國，智能化住宅和智能化家居雖然起步比較晚，但發(fā)展速度很快。8080年代初所:制系統(tǒng)和消防泵控制系統(tǒng)。用戶電量的計量和收費，采用房管部門或住戶輪流抄表收費的方式。生活用水的計量則主要是按戶或按人口數(shù)收費。弱電系統(tǒng)也是從80年代開始才陸續(xù)設置電話配線和公用電視天線系統(tǒng)。80年代末90年代初，我國家庭基本實現(xiàn)電器化，住宅內的弱電系統(tǒng)有所增加，90字化通信產品開始走進家庭。2000年9月7-8日，由信息產業(yè)部組織，在四川省綿陽市召開了國家經貿委2000年國家技術創(chuàng)新重點專項計劃—“家庭信息化網絡技術研究及產品開發(fā)”項目工作會議。2002年由建設部住宅產業(yè)化促進中心和中國建筑科學研究院主編的《居住區(qū)智能化系統(tǒng)配置與技術要求(審查稿)》己送審，等待批準。建設部住宅產業(yè)化促進中心正在牽頭編制行業(yè)標準“居住區(qū)智能化產品應用技術要求2002年建設部科學技術委員會智能建筑技術開發(fā)推廣中心組織編制了《建設行業(yè)智能建筑試點項目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗收評估標準》作為建設行業(yè)智能建筑試點項目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗收評估標準。西南交通大學科技公司開發(fā)了網絡智能控制數(shù)據終端(IntelligentControlNetworkDataTerminal，簡稱NDT)系統(tǒng)，是一個基于計算機網絡的智能住宅控制系統(tǒng)，可以穩(wěn)定運行在多種寬帶網絡平臺上。它包括住宅樓宇防盜報警、貴重物品防盜報警、多重判斷防誤報功能、火災報警、煤氣泄露報警、緊急求助、防脅持秘密報警、小區(qū)電子公告、遠程家用電器控制、電話自動報警功能、Internet電子短信、家用設備報警、水電氣多表自動抄收等功能，通過計算機網絡構成整個住宅小區(qū)的集中管理控制系統(tǒng)。1.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢將嵌入式系統(tǒng)技術、無線通信技術和基于TCP/IP的Internet技術結合在一起的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將成為監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。利用嵌入式技術采集并對現(xiàn)場信息進行相應處理，在通過無線通信方式傳輸?shù)絀nternetInternet勢可以概括為：(1)視頻監(jiān)控數(shù)字化視頻監(jiān)控發(fā)展經歷了模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控三個階段。數(shù)字化是21世紀的時代特征，視頻監(jiān)控的數(shù)字化是監(jiān)控技術的必然趨勢。(2)視頻監(jiān)控智能化智能化是視頻監(jiān)控技術發(fā)展比較高的層次。智能化監(jiān)控能把視頻監(jiān)控從靜態(tài)的、事后取證變成動態(tài)的、實時預防和告警對用戶來說明顯更加重要。實際上現(xiàn)有的大型監(jiān)控系統(tǒng)都配置自動位移偵測、晝夜自適應切換存儲、預警設置等一些基本的智能化功能。(3)視頻監(jiān)控IP化視頻網絡、IPTVInternet技術IP信息通過TCP/IP協(xié)議。采用流媒體技術實現(xiàn)視頻在網上的多路復用傳輸，擁有授權的用戶可以隨時訪問互聯(lián)網，實現(xiàn)對真?zhèn)€監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調度、存儲、授權控制等功能。(4)視頻監(jiān)控無線化3G點分散且與監(jiān)控中心距離較遠，或被監(jiān)控對象不固定時，利用傳統(tǒng)有線網絡的視頻監(jiān)控旺旺成本高且難以實現(xiàn)，為基于多種無線傳輸手段的移動視頻監(jiān)控具有不可替代的優(yōu)勢。1.4論文的組織第一章：對監(jiān)控系統(tǒng)的研究意義、國內外的研究狀況以及發(fā)展趨勢做了簡單概述。第二章：分析了監(jiān)控系統(tǒng)的需求，以及需要何種網絡結構，并簡單介紹了硬件的組成。第四章：對嵌入式系統(tǒng)做簡單的介紹，并進行了服務器搭建和交叉編譯器的安裝等工作，為以后的工作做好基礎。Bootloader的移植、Linux內核的移植、根文件系統(tǒng)的制作、boa服務器的移植，及攝像頭工作流程。第六章：對各個部分的工作做了總結，提出了整個工作的不足之處并對進一步的研究方向以及相關的問題做了敘述。第2章智能家居系統(tǒng)總體方案隨著計算機網絡技術和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展以及芯片成本的下降，嵌入式視頻服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在市場上發(fā)展起來。通用的web服務器通常用于大量用戶并發(fā)訪問的普通網站，以強有力的數(shù)據庫為用戶提供商業(yè)服務，而嵌入式處理器能力和存儲容量有限，通用大型服務器無法在嵌入式設備上運行。因此，采用功能相對簡單、體積更小、消耗資源更少的嵌入式web服務器，是近年來出現(xiàn)的一種較為先進的方案。目前，嵌入式web服務器的實現(xiàn)方法可分成自助實現(xiàn)和修改移植。2.1需求分析分析國內智能家居市場可知消費者對家電控制、視頻網絡監(jiān)控、家居智能家居行業(yè)技術按照系統(tǒng)核心技術可分為PC入式架構三個層次。三種技術方案代表著智能家居行業(yè)不同時期的技術特點。（1PC向使用者展示智能家居的概念，實用性不強，屬于第一代。（2）目前很多中國智能家居廠商研制的基于單片機架構的智能控制系統(tǒng)，在實用性、易用性和專業(yè)性方面有了很大程度上的提高屬于第二代。（3術更加廣泛的應用及成本的之間降低，中國的智能家居核心最終將走向嵌入式。目前人類已進入基于Internet的后PC時代，其主要特征為計算機作PC時代的到來依賴于嵌入式技術的誕生與發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)在通信產品、家用電器、醫(yī)療器械、汽車制造、航空航天等領域的應用，已成為促進信息產業(yè)發(fā)展、加速傳統(tǒng)產業(yè)改造的最為實用的高新技術。隨著嵌入式處理器的性能得到了顯著的提高，嵌入式技術的應用在最近幾年得到了廣闊的發(fā)展。對于嵌入式系統(tǒng)，電器工程師協(xié)會的定義為：嵌入式系統(tǒng)是用來監(jiān)控設備、機器、裝置及工廠生產線等大規(guī)模系統(tǒng)的設備。通常嵌入式定義為：嵌入式系統(tǒng)是以應用為核心，以計算機技術為基礎，并且軟/硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用衛(wèi)星化計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般應用嵌入式以及用戶的應用程序四個部分組成，用于實現(xiàn)對其他現(xiàn)場設備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式技術為智能家居客戶端的實現(xiàn)和發(fā)展提供了強大的基礎。使用嵌入式系統(tǒng)來完成智能家居系統(tǒng)的設計具有以下優(yōu)勢：（1）嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、專用性強等功能。（2）PC在向使用者展示智能家居的概念，實用性不強，屬于第一代。（3）并且避免了龐大系統(tǒng)的系統(tǒng)冗余。（4）嵌入式技術伴隨Internet而生，因此具有更加卓越的網絡性能，可以增加更多的網絡應用。（5）短開發(fā)周期。[3]是以嵌入式設備作為web服務器接入Internet網絡的。嵌入式設備連接到網絡后，以何種網絡結構構成系統(tǒng)，就涉及到了網絡體系結構的選擇問題。網絡體系結構對整個網絡監(jiān)控系統(tǒng)來說是處于基礎地位的，合理選擇網絡體系結構對系統(tǒng)運行效率、系統(tǒng)性用的廣泛性和可維護性都有至關重要的作用。C/S和B/S結構是當今世界開發(fā)模式技術架構的兩大主流技術。C/SC/S結構充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務合理的分配到client和server端，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。目前大多數(shù)應用軟件都是client/server形式兩層結構，由于現(xiàn)在的軟件應用系統(tǒng)正在向分布式的web應用發(fā)展，web和client/server件。因此，內部的和外部的用戶都可以訪問新的和現(xiàn)有的應用系統(tǒng)，通過現(xiàn)有應用系統(tǒng)中的邏輯可以擴展出新的應用系統(tǒng)。B/SInternetC/Swww3-tier減輕系統(tǒng)維護與升級的成本和工作量。2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計方案智能家居監(jiān)控系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分是有CMOS攝像頭和ARM9開發(fā)板；軟件部分由系統(tǒng)軟件（包括Bootloader、嵌入式LinuxwebCGICMOS部分是移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM9的圖像進行處理，并內建嵌入式web服務器和視頻流媒體服務器，從而將視頻傳遞給遠端用戶。第三個部分是監(jiān)控端，由帶有瀏覽器的PC機組成，2.1所示。CMOS攝像頭嵌入式Web服務器器是指將Web服務器引入到嵌入式系統(tǒng)中，在相應的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，根據應用的需要實現(xiàn)通用的Web服務器Web服務器仍然以TCP/IPWeb中使用的應用層的通信協(xié)議是HTTP協(xié)議，通過HTTP協(xié)議實現(xiàn)客戶端（一般為瀏覽器）和嵌入式Web服務器的信息交換[4]。Web服務器有thttpd和boaboa目前用的最多。boa是一個非常小巧的Web服務器，可執(zhí)行代碼只有約60KB，占用系統(tǒng)資源少，而且速度快、安全性好[5]。目前使用的Linux2.6內核還沒有包含boa代碼，因此需要移植到本系統(tǒng)中。首先從下載boa源代碼(目前最新版本boa-0.94.13)，解壓到Linux系統(tǒng)目錄下，用交叉編譯器編譯。這樣在boa-0.94.13/src目錄下生成boaboa應用程序下載到開發(fā)板上Linux系統(tǒng)中的/bin目錄下，讓boa在系統(tǒng)啟動時自動運行，這樣在開發(fā)板上就移植了boa服務器。第3章監(jiān)控系統(tǒng)硬件環(huán)境智能家居監(jiān)控系統(tǒng)采用TQ2440強擴展功能的一體化開發(fā)板。TQ2440由底板和核心板組成。核心板采用的是S3C2440嵌入式處理器芯片[1]采用的是ov9650圖像傳感器[2]。3.1硬件平臺總體結構本系統(tǒng)的硬件平臺總體結構如圖3.1所示。該設計將硬件系統(tǒng)分成兩S3C2440A微處理器、64MBNANDFlash、64MBSDRAM3.3V轉1.33V3.1核心板以外的相關模塊。ov9650LCD顯示模塊USB主接口DM9000網卡圖3.1系統(tǒng)硬件平臺結構圖主控制芯片本次設計采用Samsung公司生產的S3C2440A微處理器作為主控制芯片。它是Samsung公司基于ARM920T0.13umCMOS工藝生產的16/32位RISC微處理器。是一款專為手持設備及低功耗、小尺寸、高性能微控制器解決方案的微處理器。內部主要含以下模塊：（1）1.2V內核，1.8V/2.5V/3.3V存儲器，3.3V擴展I/O16kB指令（2）cache（I—chche）/16kB數(shù)據cache（D—chche）（3）外部存儲控制器（SDRAM控制盒片選邏輯）（4）集成LCD專用DMA的LCD控制器（支持最大4k色STN256KTFT）4路擁有外部請求引腳的DMA控制器（5）3路URAT5）2路SPI（6）IIC總線接口（多主支持）（7）IIS音頻編碼接口（8）AC97編解碼器接口（9）1.0版SD主接口，兼容2.11版MMC接口（10）2路USB主機控制/1路USB期間控制（ver1.1）（11）4路PWM定時器/1路內部定時器/看門狗定時器（12）8路10位ADC和觸摸屏接口（13）具有日歷功能的RTC（14）攝像頭接口（15）130個通用I/O，24個外部中斷源（16）電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式帶PLL片上時鐘發(fā)生器Ov9650攝像頭s3c2440OV9650OV9650要另外的數(shù)據接口。OV9650的數(shù)據接口稱為SCCBSIO_C，另一個是用于傳輸數(shù)據信號的SIO_D。SCCB的傳輸協(xié)議與IIC的極其相似，只不過IIC在SCCB一次要傳輸9位數(shù)據，前8位為有用數(shù)據，而第9位數(shù)據在寫周期中是Don’t-CareNASCCB定義數(shù)據傳輸?shù)幕締卧獮橄啵╬haseSCCB只包括三種傳輸周期，即3相寫傳輸周期（三個相依次為設備從地址，內存地址，所寫數(shù)2相寫傳輸周期（兩個相依次為設備從地址，內存地址）和2相讀傳3相寫傳輸周期，當需要讀操作時，依次應用2相寫傳輸周期和2相讀傳輸周期。因此SCCB一次只能讀或寫一個字節(jié)。下面我們就用s3c2440的IIC總線接口分別與OV9650的SIO_C和SIO_D相連接來實現(xiàn)SCCB的功能。硬件的連接第4章嵌入式環(huán)境的配置4.1嵌入式操作系統(tǒng)簡介4.1.1嵌入式操作系統(tǒng)的概念Embeddedsystem“特定應用而設計的專用計算機系統(tǒng)，根據英國電氣工程師協(xié)會（U.K.InstitutionofElectricalEngineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設備、機器或用于工廠運作的設備。與個人計算機這樣的通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預先定義的任務。由于嵌入式系統(tǒng)只針對一項特殊的任務，設計人員能夠對它進行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進行大量生產，所以單個的成本節(jié)約，能夠隨著產量進行成百上千的放大。嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者監(jiān)視機器、裝置、工廠等大規(guī)模設備的系統(tǒng)。國內普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM微波爐、錄像機、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個程序實現(xiàn)整個控制邏輯。嵌入式系統(tǒng)的核心是由一個或幾個預先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務的微處理器或者單片機組成。與通用計算機能夠運行用戶選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時不變的；所以經常稱為“固件。4.1.2嵌入式操作系統(tǒng)的分類(1)VxWorksVxWorks操作系統(tǒng)是美國WindRiver公司于1983年設計開發(fā)的一種實時操作系統(tǒng)。VxWorks用戶開發(fā)環(huán)境，在實時操作系統(tǒng)領域內占據一席之地。它是目前嵌入式系統(tǒng)領域中使用最廣泛、市場占有率最高的系統(tǒng)。它支持多種處理器，如x86，i960，SunSparc，Moto--rolaMC68xxx，MIPSRX000，PowerPC，ARM，StrongARM等。大多數(shù)的VxWorksAPI是專有的。(2)QNXQNX是一個實時的、可擴充的操作系統(tǒng)；它部分遵循POSIX相關標準，如POSIX.1b程。其內核僅提供4種服務：進程調度、進程間通信、底層網絡通信和中斷處理，其進程在獨立的地址空間中運行。所有其他操作系統(tǒng)服務都實現(xiàn)為協(xié)作的用戶進程，因此QNX內核非常小巧(QNX4．x大約為12KB)，而且運行速度極快。這個靈活的結構可以使用戶根據實際的需求，將系統(tǒng)配置成微小的嵌入式操作系統(tǒng)或包括幾百個處理器的超級虛擬機操作系統(tǒng)。(3)PalmOS3Com公司的PalmOS在掌上電腦和PDA有開放的操作系統(tǒng)應用程序接口(API)的應用程序。(4)WindowsCEMicrosoftWindowsCE是從整體上為有限資源的平臺設計的多線程、完整優(yōu)先權、多任務的操作系統(tǒng)。它的模塊化設計允許它對從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設備進行定制。操作系統(tǒng)的基本內核至少需要200KB的ROM。(5)LynxOSLynxReal-timeSystems的LynxOS的實時操作系統(tǒng),它遵循POSIX.1a，POSIX.1b和POSIX.1c標準。LynxOS支持線程概念，提供256個全局用戶線程優(yōu)先級；提供一些傳統(tǒng)的、非實時系統(tǒng)的服務特征，包括基于調用需求的虛擬內存，一個基于Motif的用戶圖形界面，與工業(yè)標準兼容的網絡系統(tǒng)以及應用開發(fā)工具。MotifOSF1989年推出的一個圖形用戶界面系統(tǒng)。(6)嵌入式Linux隨著Linux的迅速發(fā)展，嵌入式Linux現(xiàn)在已經有許多的版本，包括強實時的嵌入式Linux(如新墨西哥工學院的RT-Linux和堪薩斯大學的KURT-Linux)和一般的嵌入式Linux版本(如uClinux和PocketLinux等)。其中，RT-Linux通過把通常的Linux任務優(yōu)先級設為最低，而所有的實時任務的優(yōu)先級都高于它，以達到既兼容通常的Linux任務又保證強實時性能的目的。由于嵌入式系統(tǒng)越來越追求數(shù)字化、網絡化和智能化，因此原來在某些設備或領域中占主導地位的軟件系統(tǒng)越來越難以為繼，因為要達到上述API三方的軟硬件溝通。(7)uC/OSuC/OS是源碼公開的實時嵌入式操作系統(tǒng)。4.1.3嵌入式Linux的簡介Linux是1991年由芬蘭人LinusTorvalds由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)：Linux不僅支持x86芯片，它可以支持20-30中CPU；Linux是開放源代碼的，不存在黑箱技術，遍布全球的眾多愛好者都是Linux開發(fā)者的強大技術支持者，LinuxLinux在內核結構的設計中考慮適應系統(tǒng)的可裁剪性的要求。Linux主要特點如下：（1）Linux是開放源碼的，不存在黑箱技術，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)的強大技術后盾。（2）Linux的內核小、功能強大、運行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、效率高。（3）Linux易于定制裁剪，在價格上極具競爭力。（4）Linux不僅支持x86CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片。（5）供了良好的開發(fā)環(huán)境。（6）Linux沿用了Unix多第三方軟硬件廠商的支持。（7）Linux/百兆/支持。（8）在圖像處理、文件管理及多任務支持等諸多方面，Linux的表現(xiàn)也都非常出色，不僅可以充當嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺，本身也是嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)的好工具。綜上所述，正是由于嵌入式Linux具有源碼開放、移植簡易、資源內容豐富、免費等優(yōu)點，使它在嵌入式控制領域越來越流行。更重要的是，由于嵌入式Linux與PC機的LinuxPC在嵌入式控制設備上工作，這使得它的軟件資源極大的豐富。4.2tftp與NFS服務器配置嵌入式系統(tǒng)開發(fā)多采用交叉開發(fā)模式，其中產生嵌入式軟件的平臺稱PC般通過網絡，USB，JTAG等方式將軟件下載到目標機。4.2.1tftp服務器的配置TFTP(TrivialFileTransferProtocol,)是TCP/IP協(xié)議族中的用來在客戶機與服務器之間進行簡單文件傳輸?shù)膮f(xié)議，提供不復雜、開銷不大的文件傳輸服務。TFTP這種簡單的基于UDP的文件傳輸協(xié)議，通常只能用于小文件的傳輸。并且它不具備通常的FTP的許多功能，它只能從文件服務器上獲得或寫入文件，不能列出目錄，也不能進行認證。在嵌入式開發(fā)中，tftp服務常用于通過從PC機服務端的tftp目錄中下載鏡像文件到目標開發(fā)板中，以待燒寫或運行。使用這種方式下載文件，操作方便、并且速度也挺快。4.2.2NFS服務器配置NFS（網絡文件系統(tǒng)）為兩臺Linux主機之間的通訊提供了類似于WindowsLinuxLinux目標機經常通過NFS方式訪問Linux宿主機上的文件，為了實現(xiàn)這種訪問，首先需要在Linux搭建NFS服務器。配置NFS服務器：viexports，在打開的文件中添加如下一行：S5-driverrootfs*(rw,sync,no_root_squash)。此配置是為了讓目標板在完成掛載，進行相關測試。下面是對這一行代碼的解釋。S5-driverrootfs:共享的目錄*：允許訪問共享目錄的主機IP(rw,sync,no_root_squash)：訪問權限4.3安裝交叉編譯器交叉編譯，簡單地說，就是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執(zhí)行代碼。同一個體系結構可以運行不同的操作系統(tǒng)；同樣，同一個操作系統(tǒng)x86Linux平臺實際上是Intelx86體系結構和Linuxforx86操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱；而x86WinNT平臺實際上是Intelx86體系結構和WindowsNTforx86操作系統(tǒng)的簡稱。交叉編譯出來的程序，所要運行的目標環(huán)境中，各種資源，都相對有限，所以很難進行直接的本地編譯最常見的情況是：200MHz的ARM的CPU，加上32M的RAM，加上1G的NandFlash等等。在如此相對比較緊張的硬件資源的前提下，在已經運行了嵌入式Linux的LinuxARM的CPU下，編譯出來，供ARM的CPU可以運行的程序的。CPULinux供你本地編譯。本設計采用的S3C2440是ARM體系的架構，而Linux屬于X86的架構，因此，需要用交叉編譯器將程序進行編譯，移植到ARM9上才能正常運行。第5章監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)5.1Bootloader的移植1.Bootloader簡介Bootloader在嵌入式世界里建立一個通用的Bootloader幾乎是不可能的。盡管如此，我們仍可以對Bootloader歸納出一些通用的概念，以指導用戶特定的Bootloader設計與實現(xiàn)。簡單地說，Bootloader就是在操作系統(tǒng)內核運行之前的一段小程序，通過這段小程序，我們可以初始化硬件設備、建立內存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適狀態(tài)，以便為最終調用操作系統(tǒng)內核準備好正確的環(huán)境。在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒有像BIOS那樣的固件程序，因此整個系統(tǒng)的家在啟動任務就完全由Bootloader來完成。在專用的嵌入式板子運行GNU/Linux系統(tǒng)已經變得越來越流行。一個嵌入式Linux系統(tǒng)從軟件的角度看通?？梢苑譃樗膫€層次：（1）Bootloader用來加載內核。（2）Kernel為特定嵌入式開發(fā)板的定制內核以及控制內核引導系統(tǒng)的參數(shù)。（3）rootfs包括根文件系統(tǒng)和建立于Flash件系統(tǒng)提供管理的各種配置文件以及系統(tǒng)執(zhí)行用戶應用程序的運算環(huán)境。（4）user能還會包括一個嵌入式圖形用戶界面。2.常見Bootloader介紹Bootloader的編寫依賴于硬件。每種不同體系結構的處理器都有不同的Bootloader。不過Bootloader的發(fā)展也趨于支持多種體系結構，比如U-boot從最初的只支持PowerPCPowerPCARMMIPSX86等多種體系結構。除了依賴于處理器的體系結構外，Bootloader實際上也依賴于具體的嵌入式板級設備的配置，也就是說，對于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們是基于同一種處理器而構建的，要想讓運行在一塊板子上的Bootloader程序也能運行在另一塊板子上，通常也都需要對Bootloader進行移植工作。下面是對常見Bootloader的簡介。（1）U-boot這是現(xiàn)在使用最多的bootloadersourceforge上的一個開源項目。支持ARM，MIPS，PowerPC，x86等處理器，同時支持linux，VxWorks,NetBSD,QNX等操作系統(tǒng)。（2）PPCBoot這是德國DENX小組開發(fā)的用于多種嵌入式CPU的Bootloader引導程序。目前支持ARM，MIPS，PowerPC等處理器。（3）RedBootRedhat公司隨ECOSGDB進行通信和調試應用程序。（4）ARMBoot這也是sourceforge上的一個開源項目，設計只針對ARM的處理器結構，所以在ARM內核的平臺上移植比較方便。（5）BlobBlob(BootLoaderObject)是由Jan-DerkBakkerandErikMouw發(fā)布的，是專門為StrongARM構架下的LART設計的BootLoader。Blob支持SA1100的LART主板，但用戶也可以自行修改移植。Blob也提供兩種工作模式，在啟動時處于正常的啟動加載模式，但是它會延時10秒等待終端用戶按下任意鍵而將Blob切換到下載模式。如果在10秒內沒有用戶按鍵，則Blob繼續(xù)啟動Linux內核。（6）Vivi韓國mizi公司開發(fā)的bootloader，適用于ARM9的處理器。3.U-boot分析u-boot是一個開源項目，全稱UniversalBootLoader，從FADSROM、8xxROM、PPCBOOT逐步發(fā)展演化而來。U-boot除了支持PowerPC系列的處MIPSX86ARMNIOSXScale等諸多常用系列的處理u-boot理器和嵌入式操作系統(tǒng)。4.U-boot的目錄結構u-bootLinuxu-boot源碼就是相應的Linux內核源程序的簡化，特別是一些設備的驅動程序。下面是u-boot的目錄結構：*board目標板相關文件，主要包含SDRAM、FLASH驅動；*mon*cpumpc8xxLCD驅動及中斷初始化等文件；*driver通用設備驅動，如CFIFLASH驅動(目前對INTELFLASH支持較好)*docU-Boot的說明文檔；*examples可在U-Boot下運行的示例程序；如hello_world.c,timer.c；*includeU-Boot頭文件；尤其configs子目錄下與目標板相關的配置頭文件是移植過程中經常要修改的文件；*lib_xxx處理器體系相關的文件，如lib_ppc,lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結構相關的文件；*net與網絡功能相關的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；*post上電自檢文件目錄。尚有待于進一步完善；*rtcRTC驅動程序；*tools用于創(chuàng)建U-BootS-RECORD和BIN鏡像文件的工具；5.2內核的移植Linux是一個具有完整功能的UnixUnix各版本的優(yōu)勢于一身。Linux進程間通信等幾個部分組成。運行命令：makemenuconfig，出現(xiàn)如下界面：按照自己板子的具體情況進行相關配置。配置完后運行make進行編譯，編譯完后生成zImage。5.3根文件系統(tǒng)制作簡單來說，根文件系統(tǒng)就是一種目錄結構。根文件系統(tǒng)和普通的文件系統(tǒng)的區(qū)別在于：根文件系統(tǒng)要包括Linux啟動時所必須的目錄和關鍵性的文件。Linux支持多種文件系統(tǒng)類型，在嵌入式上常用的有：ROMFS、JFFS2、NFS、CRAMFS、YAFFS、UBIFS等。Linux引入了虛擬文件系統(tǒng)VFS(VirtualFileSystem)，為各類文件系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的操作界面和應用編程接口在Linux系統(tǒng)中是通過mount命令來掛載不同的文件系統(tǒng)。使用NFS掛載根文件系統(tǒng)在開發(fā)板的串口控制臺輸入如下命令：setenvbootargsnoinitrdconsole=ttySAC0,115200init=/linuxrcroot=nfsrwnfsroot=28:S5-driverrootfsip=:28::::eth0:off下面是對上面代碼的解釋。（1）initrd,noinitrd當你沒有使用ramdisknoinitrd這個參數(shù)，但是如果使用了的話，就需要指定initrd=r_addr,size,r_addr表示initrd在內存中的位置，size表示initrd的大小。（2）console:console=tty使用虛擬串口終端設備。console=ttyS[,options]使用特定的串口，options可以是這樣的形式bbbbpnx，這里bbbb是指串口的波特率，p是奇偶位（從來沒有看過使用過），n是指的bits。ttySttySAC內核的版本有關，2.4用ttyS，2.6用ttySAC，但實際情況是官方文檔中也是使用ttyS，所以應該是跟內核版本沒有關聯(lián)的。可以查看Documentation/serial-找到相關描述。（3）initinit指定的是內核啟起來后，進入系統(tǒng)中運行的第一個腳本，一般init=/linuxrc,或者init=preinit，preinit的內容一般是創(chuàng)建console,nullinit注意，很多初學者以為init=/linuxrc是固定寫法，其實不然，/linuxrc指的是/目錄下面的linuxrclinurc文件，將會依次搜索init,init,init,sh。（4）root:用來指定rootfs的位置，常見的情況有:root=ramrwroot=ram0rw。掛載成功會出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。5.4boa服務器的移植boa服務器是一個小巧高效的webunix或linuxCGIhttp放、性能高。boa是一種非常小巧的Web服務器，其可執(zhí)行代碼只有大約60KB左右。作為一種單任務Web服務器，boa只能依次完成用戶的請求，而不會fork出新的進程來處理并發(fā)連接請求。但boa支持CGI，能夠為CGI程序fork出一個進程來執(zhí)行。Boa5.1所示：Web服務器CGI部分驅動程序圖5.1boa服務器工作原理5.5基于v4l的視頻采集Video4Linux簡稱V4L[5]主要為系統(tǒng)的外圍視頻設備（如攝像頭，視頻捕捉卡等）提供與視頻應用相關的接口函數(shù)，它相當于在系統(tǒng)中關于視Linux[6]普通文件一樣對其進行訪問，攝像頭設備對應的文件是video0，通過V4L提供的API函數(shù)就能夠實現(xiàn)對視頻設備的讀寫等操作，并在文件linux/videodev．h中定義了一些常用的數(shù)據結構。在基于V4Lioctlioctl的函數(shù)，能夠實現(xiàn)對設備的一些參數(shù)進行管理，比如對攝像頭采集的圖像進行參數(shù)的設置與獲取等。ioctl（）函數(shù)的形式是：intioctl（intfd，inireq，……1個參數(shù)fd是文件描述符，通過open（）函數(shù)打開設備時返回；第2個參數(shù)req就是用戶對設備的控制命令，后面的省略參數(shù)是與控制命令意義相關的，一般只有1個參數(shù)。采用內存映射方式截取視頻。通過調用mmap（）函數(shù)把系統(tǒng)中攝像頭對應的設備文件映射到內mmap（）函數(shù)的原型是：void*mmap（void*addr，size_tlen，intprot，intflags，intfd，off_toffsetioctl（ca-＞fdVIDCMCAPTURE（ca-＞vmmap1幀視頻信號。1幀視頻信號是否采集完畢可以由ioctl（）的命令參數(shù)VIDIOCSYNCioctl（ca-＞fdVIDIOSYNCca-＞mmap．frame1幀數(shù)據采集完成，若調用成功，表明1幀采集已完畢，可以繼續(xù)采集下1幀。5.6MPEG-4編碼前端視頻采集的數(shù)字視頻流數(shù)據量是巨大的，如果不經過壓縮，實現(xiàn)數(shù)據在網上的傳輸是相當困難的，為了系統(tǒng)可靠地運行，本設計采用高壓縮率的MPEG-4視頻壓縮編碼方式[8]，并選用XVID編碼器以適應ARM9嵌入式平臺。[9]I-VOP和P-VOPB-VOP編碼。下載XVID源代碼到Linux虛擬機下，并在代碼級和編譯級兩方面優(yōu)化XVIDconfigue下將目標平臺改為arm-linuxXVID中自帶的為PC匯編）然后修改makefilearm-linux-gcc通過以下命令進行配置:#．/configure--Prefix=home/XVIDCC=arm-linux-gcc--host=arm-linux。用搭建好的交叉編譯環(huán)境將源代碼先封裝成1個靜態(tài)庫，然后編譯編碼應用程序并和靜態(tài)庫鏈接，生成可執(zhí)行程序，通過串口下到ARM板上運XVID編碼器在已植入嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM上測試，結果表明，如果采集圖像背景單一，目標運動緩和的情況下，則壓縮比會比較高；反之若圖像背景變換頻繁，壓縮比就相對較低。通過對編碼前、后再解碼得到的圖像進行比較，畫面無較大失真現(xiàn)象，圖像質量沒有明顯320×256的CIF[10]格式視頻在900k的碼率下編碼速度可達到15幀/s30要求。如圖5.2是攝像頭進行圖像采集的流程圖。圖5.2攝像頭圖像采集流程5.7效果演示本人利用HTMLIP網絡傳到瀏覽器上，然后顯示到網頁上。第6章總結和展望6.1總結計算機技術、網絡通信技術和自動化控制技術在眾多領域的應用和發(fā)展，不僅推動了社會信息化，也改變了人們日常生活和工作方式。智能家居正是這種科技背景下人們對生活居住環(huán)境提出的新要求。本文首先介紹了智能家居的概念，并對國外智能家居產品舉例說明，其次通過對目前國內智能家居系統(tǒng)幾種常用的技術方案的分析，確定了本課題設計的智能家居系統(tǒng)的研究重點，再次對整個體系結構的設計和硬軟件進行了詳細闡述，最后研究并實現(xiàn)了智能家居的視頻監(jiān)控模塊，本文主要研究設計了系統(tǒng)客戶端硬件平臺，包括芯片的選型和電路原理圖的設計，搭建了嵌入式軟件平臺。本文還描述了利用mjpg-streamer采集視頻圖像的整個流程，并實現(xiàn)了監(jiān)控過程。6.2展望與不足本文的嵌入式web服務器的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經在寬帶網絡上實現(xiàn)，由于時間以及本人的能力有限，整個系統(tǒng)存在很多問題，還需進一步的調試和完善，主要有以下幾點：（1）視頻采集部分可以實現(xiàn)多路圖像采集，本文中CMOS攝像頭設備名稱為camera，多路采集可以建立多個設備節(jié)點。（2）一定的變量閾值，判斷是否有警情。另外，也可以增加圖像處理算法，識別靜態(tài)下運動物體的合法性，若非法則報警。報警方式可以傳送短信也可以發(fā)送彩信等形式。（3）HTML庫系統(tǒng)部分管理功能簡單，有待深入了解需求，豐富具體的操作；瀏覽器端GUI可以再開發(fā)手機端的圖形界面，是本系統(tǒng)用于移動監(jiān)控時更易于訪問。致謝在即將結束大學生活之際，我向所有曾經幫助我的人們表達誠摯的謝意?；仡欉@段學習生活，不光是學識上有所長進，為人處事也成了成長的必修課程。成長的過程中每一步都傾注了親人、師長和朋友們的關心和幫助。首先，衷心地感謝我的導師王雪琴老師。在課題研究上，王老師都給予了悉心地指導。而且在論文的寫作期間對我做出了巨大的幫助。正是在王老師的指導和督促下論文才得以如期完成。所以，在本科即將畢業(yè)之際，向王老師表示我最衷心的感謝和最崇高的敬意。感謝同學在平時學習和論文撰寫期間給予的幫助，正是有了他們的關心、支持和幫助，我才能在學校期間順利完成了學業(yè)以及畢業(yè)設計。感謝我的父母和家人，感謝他們對我學習、生活給予的支持和照顧。在論文的寫作過程中，還獲得了許許多多人的幫助與先前研究工作者的寶貴資料，論文的研究成果離不開你們的協(xié)作和幫助，在此對你們表示深切的謝意。希望可以以本文向你們匯報，以感謝你們對我的關懷與幫助，感謝一直以來對我的支持與鼓勵。你們永遠是我的精神支柱和繼續(xù)前進的動力。參考文獻[1].AlessandroJonathan.ZigBee-basedSmartHomeSystemDesign.InformsJ.Comp.2000.[2].DimitarUaltchev,IvailoGatewayArchitectureforaSmartHome.IEEECommunicationsLetters.2002[3].王晨營.基于ARM9的嵌入式遠程監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學出版設，2009.[4]..基于DM9000的嵌入式系統(tǒng)的網絡接口設計與實現(xiàn)［J業(yè)控制計算機，2007.[5]..基于ARM11的智能家居設計與實現(xiàn)[M].北京：航天航空大學出版設，2013.[6].孫天澤，袁文菊．嵌入式設計及Linux驅動開發(fā)指南———基于ARM9處理器[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2007.[7].楊水清，張劍，施云飛，等．ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)技術詳解［M2008．[8].馬小虎，張明敏，嚴華明．多媒體數(shù)據壓縮標準及實現(xiàn)［M清華大學出版社，1996.[9].路錦正，周冬梅．VisualC++音頻/視頻處理技術及工程實踐［M京：電子工業(yè)出版社，2009．[10].蘇東.主流ARM嵌入式系統(tǒng)設計技術與實例精解[M].北京：電子工業(yè)出版設，2007.附件一TQ2440開發(fā)板網卡原理圖攝像頭接口網頁部分代碼<!DOCTYPEPUBLIC"-//DTDXHTML1.0Transitional//EN""x1x1-"><xmlns="x"><head><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/;charset=utf-8"/><title>實時監(jiān)控</title><styletype="text/css"><!--body{margin-left:0px;margin-top:0px;margin-right:0px;margin-bottom:0px;background-color:#F8F9FA;}--></style><linkhref="images/"rel="stylesheet"type="text/css"/><styletype="text/css">body,td,th{font-size:12px;}</style></head><body><tablewidth="100%"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><tdwidth="17"height="29"align="center"valign="top"background="images/mail_"><imgsrc="images/left-top-"width="17"height="29"/></td><tdwidth="1371"height="29"valign="top"background="images/content-"><tablewidth="100%"height="31"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"class="left_topbg"id="table2"><tr><tdheight="31"><divclass="titlebt">實時監(jiān)控</div></td></tr></table></td><tdwidth="25"valign="top"background="images/mail_"><imgsrc="images/nav-right-"width="16"height="29"/></td></tr><tr><tdheight="552"valign="middle"background="images/mail_"></td><tdvalign="top"bgcolor="#F7F8F9"><tablewidth="100%"height="552"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><tdheight="13"valign="top"></td></tr><tr><tdheight="539"valign="top"><tablewidth="98%"border="0"align="center"cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><tdheight="20"><tablewidth="100%"height="1"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"bgcolor="#CCCCCC"></table></td></tr><tr><td><tablewidth="100%"height="55"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"><tr><tdwidth="10%"height="55"valign="middle"><imgsrc="images/"width="54"height="55"></td></tr></table></td></tr><tr><td> </td></tr><tr><td><tablewidth="100%"height="31"border="0"cellpadding="0"cellspacing="0"class="nowtable"><tr><tdalign="left"class="left_bt2">    實時監(jiān)控信息</td></tr></table></td></tr><tr><tdheight="440"align="center"><!--<imgsrc=":8080/?action=stream"/></td>--><scripttype="text/javascript"language="javascript">varpath1=;//varpath1="00/";//varpath1="0/";//varpath1="/";varpath2;functiongetPath(path){if((19)=='/'){path2=(0,19);}elseif((20)=='/'){path2=(0,20);}elseif((18)=='/'){path2=(0,18);}else{path2="00";}}getPath(path1);('<imgsrc="'+path2+':8080/?action=stream"/>');//('<p>');//('"'+path2+':8080/?action=stream"');//('</p>');</script></td></tr></table></td></tr></table></td></tr></table></td><tdbackground="images/mail_"> </td></tr><tr><tdalign="right"valign="middle"background="images/mail_"><imgsrc="images/buttom_left2.gif"width="17"height="17"/></td><tdheight="17"valign="top"background="images/buttom_"><imgsrc="images/buttom_"width="17"height="17"/></td><tdbackground="images/mail_"><imgsrc="images/buttom_right2.gif"width="16"height="17"/></td></tr></table></body></>附件二視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。近年來，隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展特別是網絡帶寬、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高以及各種實用視頻信息處理技術的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控技術也有長足的發(fā)展，視頻監(jiān)控進入了全數(shù)字化的網絡時代，日益受到人們的重視和關注。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展基本上是從早期的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)向數(shù)模結合的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)在的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)演變的過程，而現(xiàn)在的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據技術的發(fā)展又分為三個階段：數(shù)字監(jiān)控的多媒體階段、數(shù)字監(jiān)控的DVR階段和數(shù)字監(jiān)控的網絡階段。1控制加PC機的多媒體管理和基于PC機實現(xiàn)對矩陣主機的切換控制及對系統(tǒng)的多媒體管理兩種類型。模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)實際上就是許多模擬監(jiān)控設備的組合，系統(tǒng)主要由“前端設備”和“終端控制設備”以及“信號傳輸介質”三個部分組成，其中：前端設備主要有攝像機、云臺、解碼器等，控制設備主要有切換矩陣、畫面分割器、監(jiān)視器、控制鍵盤、錄像機等。傳輸介質包括電纜、控制線等。隨著微處理器、微機的功能、性能的增強和提高，多媒體技術的應用，系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、結構方式等方面都發(fā)生了很大的變化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構成更加方便靈活、與其它技術系統(tǒng)的接口趨于規(guī)范，人機交互界面更為友好。但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒有變，仍為模擬的視頻信號，系統(tǒng)的網絡結構主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網絡，因此系統(tǒng)盡管已發(fā)展到很高的水平，已無太多潛力可挖，其局限性依然存在，要滿足更高的要求，數(shù)字化是必由之路。模擬監(jiān)控系統(tǒng)的主要缺點有：通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控，模擬視頻信號的傳輸工具主要是同軸電纜，而同軸電纜傳輸模擬視頻信號的距離不大于1Km合于單個大樓、小的居民區(qū)以及其它小范圍的場所。系統(tǒng)的擴展能力差對于已經建好的系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點，往往是牽一發(fā)而動全身，新的設備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中。無法形成有效的報警聯(lián)動，由于各部分獨立運作，相互之間的控制協(xié)議很難互通，聯(lián)動只能在有限的范圍內進行。2技術的發(fā)展、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起，現(xiàn)今市場上有兩種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)類型，一種是以數(shù)字錄像設備為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，另一種是以嵌入式視頻Web服務器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。PC機的多媒體監(jiān)控創(chuàng)造了條件。這種新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的迅速崛起，部分地取代了以視頻矩陣圖像分割器、錄像機為核心，輔以其它傳送器的模擬視頻監(jiān)控模式，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：PC機的多媒體監(jiān)控主機綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機等的眾多功能，使系統(tǒng)結構大為簡化。由于采用計算機網絡技術，數(shù)字多媒體遠程網絡監(jiān)控不受距離限制。由于采用大容量磁盤陣列存盤器或光盤存儲器，可以節(jié)省大量的磁帶介質，同時有利于系統(tǒng)實PCPC/工控PC機+視頻采集卡+普通/較可靠的操作平臺+應用軟件。從系統(tǒng)的組成結構來分析：PC機用于24小時不間斷工作時，其性能是不很穩(wěn)定的，工控PC機相對兼容PC機的穩(wěn)定性Windows98Win98果同時應用軟件又不是很規(guī)范，這樣就容易在使用過程中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、死機等問題，而基于PC機的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)其軟件的實現(xiàn)是在Windows95NT、Unix、Linux等通用操作系統(tǒng)上，同時系統(tǒng)文件、應用軟件和圖像文件都存儲在硬盤上，視頻處理必須高密度輸入大量數(shù)據，同時硬盤要進行多工工作，普通的硬盤邏輯（如Windows的FAT32）已無法適應，以致極易產生系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，造成死機現(xiàn)象。應用軟件：采用簡易應用軟件的系統(tǒng)是不能夠用于安防領域的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用軟件能力上應支持多任務并發(fā)處理，如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報警、控制、遠程連接等的多工處理能力。視頻采集卡：視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常均為多路輸入系統(tǒng)，視頻采集卡可采用多卡方式，也可采用單卡方式。一般說，單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式，很多采用一路一卡的方式很容易形成硬件沖突，其穩(wěn)定性會有較大的影響。嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，軟硬件可裁減的，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，亦即為監(jiān)控系統(tǒng)量體裁衣的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨立工作的"器件"。嵌入式操作系統(tǒng)是一種實時的，支持嵌入式系統(tǒng)應用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統(tǒng)內核、設備驅動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器等，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關依靠性、軟件固態(tài)化及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)缺點：系統(tǒng)為專用系統(tǒng)，ROM/FLASHMEMORY用速度快，不會被改變，穩(wěn)定性好。系統(tǒng)處理實時性好，性能穩(wěn)定。文件管理系統(tǒng)更適合于大量的視頻數(shù)據。在網絡功能、音視頻同步等方面也難令人滿意。嵌入式視頻Web服務器方式，視頻服務器內置一個嵌入式Web服務器，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)。攝像機送來的視頻信號數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內部總線送到內置的Web服務器，網絡上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務器上的攝像機圖像，授權用戶還可以控制攝像機、云臺、鏡頭的動作或對系統(tǒng)配置進行操作。由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的設備內，可以直接連入局域網，達到即插即看，省掉多種復雜的電纜，安裝方便（僅需設置一個IP入式視頻Web服務器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點：布控區(qū)域廣闊嵌入式視頻Web服務器監(jiān)控系統(tǒng)的Web服務器直接連入網絡，沒有線纜長度和信號衰減的限制，同時網絡是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴展布控區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力所有設備都以IP地址進行標識，增加設備只是意味著IP地址的擴充?？山M成非常復雜的監(jiān)控網絡采用基于嵌入式Web服務器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PCWeb服務器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網絡上傳輸，支持跨網關、跨路由器的遠程視頻傳輸。性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理嵌入式Web服務器實際上基于嵌入式電腦技術，采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的設備內，直接連入局域網或廣域網，即插即看，系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，也無需專人管理，非常適合于無人值守的環(huán)境。當監(jiān)控中心需要同時觀看較多個攝像機圖像時，對網絡帶寬就會有一定的要求。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網絡化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方向，而數(shù)字化是網絡化的前提，網絡化又是系統(tǒng)集成化的基礎，所以，視頻監(jiān)控發(fā)展的最大兩個特點就是數(shù)字化和網絡化。2、數(shù)字化數(shù)字化是21世紀的特征，是以信息技術為核心的電子技術發(fā)展的必然，數(shù)字化是邁向成長的通行證，隨著時代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來越數(shù)字化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應該是系統(tǒng)中信息流（包括視頻、音頻、控制等）從模擬狀態(tài)轉為數(shù)字狀態(tài)，這將徹底打破"經典閉路電視系統(tǒng)是以攝像機成像技術為中心"的結構，根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結構形式。信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，并在統(tǒng)一的操作平臺上實現(xiàn)管理和控制，這也是系統(tǒng)集成化的含義。3散式系統(tǒng)過渡。集散式系統(tǒng)采用多層分級的結構形式，具有微內核技術的實時多任務、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實現(xiàn)搶先任務調度算法的快速響應。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設計，系統(tǒng)設備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調試和維修簡單化，系統(tǒng)運行互為熱備份，容錯可靠等優(yōu)點。系統(tǒng)的網絡化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網絡化將使整個網絡系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享，這也是系統(tǒng)集成的一個重要概念。從以上可以看出，視頻技術的發(fā)展大致經歷了模擬視頻、PC視頻、網絡視頻三個階段，并以網絡、通信技術為依托和傳輸平臺。Videosurveillancesystemissafeguardsystemisanimportantpartofapreventiveabilitystrongprehensivesystem.Videomonitoringwithitsconvenient,intuitiveandinformationcontentrichandwidelyusedinmanyoccasions.Inrecentyears,withthedevelopmentofmodernscienceandtechnology,inparticularnetworkbandwidth,puterprocessingpowerandstoragecapacityrapidlyincreaseandvariouspracticalvideoinformationprocessingtechnology,videosurveillancetechnologyalsoappearedaconsiderabledevelopment,videomonitoringenteredthedigitalnetworkage,increasinglyattentionbypeopleandattention.Thedevelopmentofvideosurveillancesystemismainlyearlyanalogclosed-circuittelevisionmonitoringsystembinedtovideomonitoringsystemmodelofdigitalvideomonitorandnowtheevolutionprocess,andthesystemofdigitalvideomonitorsystemnowaccordingtothetechnicaldevelopmentanddividedintothreestages:digitalmonitormultimediastage,digitalmonitorDVRstageanddigitalmonitornetworkstage.1,videomonitoringsystemsimulationssimulatevideomonitoringsystemisdividedintomicroprocessor-basedvideoswitchcontrolplusPCmultimediamanagementandpc-basedrealizetheswitchcontrolofmatrixhostandsystemmultimediamanagementtwotypes.Analogclosed-circuittelevisionmonitoringsystemisactuallythebinationofmanysimulationmonitoringequipment,systemmainlyconsistsof"front-enddevice"and"terminalcontroldevice"and"signaltransmissionmedium"threeparts,including:front-endequipmentismainlyacamera,haeundae,decoder,controlequipmentismainlyaswitchingmatrix,imagesegmentationdevice,monitorandcontrolthekeyboard,video,etc.Transmissionmediumincludingcable,control,etc.Asmicroprocessors,thefunction,performanceofmicroputersandheighten,multimediatechnologyapplication,thesysteminfunctionality,performance,reliability,structurepattern,etc,greatchangeshavehappenedtothevideomonitoringsystem,moreconvenient,thepositionoftheinterfacewithothertechnicalsystemtendstoregulate,man-machineinterfacemorefriendly.