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基于Linux和ZC301摄像头监控系统

作　者: 张义鹏
导　师: 朱成果
学　校: 辽宁大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 嵌入式Linux ARM USB摄像头 V4L2 Socket
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着科技的飞速发展，嵌入式系统正被广泛的应用于各个行业中，例如工业控制、导航设备、消费电子、手持设备、网络设备等。其中嵌入式系统的一个重要应用方面就是视频监视系统，由于视频监控系统具有的直观性、便捷性等诸多优点，被广泛应用于安保系统中。由于嵌入式视频监控系统能够采用集成电路及网络传输等新兴技术，使得监控产品的体积更小巧、通讯更方便及性能更稳定。本文研究的是开发一个基于嵌入式Linux操作系统的网络视频采集系统。该系统是由USB摄像头视频采集模块、网络传输模块和LCD显示模块这三大模块构成。该系统利用以三星公司的S3C2440ARM9核心处理器为基础的TQ2440开发板作为硬件开发平台，采用中星微ZC301芯片组的USB摄像头作为视频采集模块，在开发平台的LCD屏上对采集到的视频内容进行显示，并且通过网络传输模块将视频数据通过网络进行传输，PC机端则可通过开发板的IP地址对视频数据进行读取显示。在图像采集模块中，利用Linux系统下提供的V4L2接口，对USB摄像头进行操作，包括打开、关闭、采集数据等相关操作。在网络传输模块中，利用了socket网络编程，对采集到的视频数据在网络上发送。LCD显示模块中，利用了QT库及libjpeg库提供的接口，对采集到的原始数据进行压缩，并将压缩后的数据进行显示。在开发板上的LCD用户界面设计中利用了QT库提供的接口，提供给用户相对人性化的操作界面。对比传统视频采集系统，该系统具有以下几个优点：硬件电路实现相对简单，体积较小，采集速度较快，内存占用较小，系统运行稳定可靠，安装方便，整体成本低等。该系统可以广泛的应用在远程监控、智能家居、工业控制等众多领域，具有广阔的应用前景及市场。该系统可以作为基础开发平台，通过改善其功能可以进行深入开发，在网络传输层面，可以使用无线传输技术，如WIFI、GPRS、3G网络等，会近一步提高其便携性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 课题的研究背景及意义  10-11
  1.2 嵌入式系统及其优势  11-14
    1.2.1 嵌入式系统的特点  11-12
    1.2.2 嵌入式系统开发流程及优势  12-14
  1.3 本文主要研究工作  14-15
  1.4 论文研究的主要内容及章节安排  15-17
第2章 视频采集系统总体方案设计  17-26
  2.1 视频采集系统组成  17-18
  2.2 视频采集系统的硬件设计  18-23
    2.2.1 摄像头的选择  18-20
    2.2.2 嵌入式平台选择  20-23
  2.3 视频采集系统的软件设计  23-25
    2.3.1 系统总体框架  23-24
    2.3.2 系统设计流程  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 嵌入式 Linux 平台构建  26-40
  3.1 构建交叉编译环境  26-28
    3.1.1 主机开发环境的构建  26-27
    3.1.2 交叉编译器的构建  27-28
  3.2 BootLoader 的开发  28-31
    3.2.1 BootLoader 的介绍  28-31
    3.2.2 UBoot 的移植  31
  3.3 Linux 内核的开发  31-36
    3.3.1 Linux 操作系统简介  31-32
    3.3.2 Linux 内核移植  32-36
  3.4 根文件系统的制作  36-39
    3.4.1 根文件系统预备知识  36
    3.4.2 编译 BusyBox  36-37
    3.4.3 构建根文件系统  37-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章 视频采集程序设计  40-55
  4.1 视频采集模块的设计  40-45
    4.1.1 V4L 及 V4L2 介绍  40-41
    4.1.2 视频采集程序的设计  41-45
  4.2 网络视频传输程序模块  45-50
    4.2.1 Socket 通信  45-49
    4.2.2 图像显示  49-50
  4.3 用户界面设计  50-54
    4.3.1 Qt 介绍  50-52
    4.3.2 信号/槽机制  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 系统运行与测试  55-58
  5.1 开发板启动  55-56
  5.2 应用程序测试  56-57
  5.3 网络模块测试  57-58
第6章 结论与展望  58-60
  6.1 结论  58
  6.2 展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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