《嵌入式系统原理及应用》结课论文-基于嵌入式的网络视频监控系统.doc

塔里木大学课程论文

2017届结课论文

《嵌入式系统原理及应用》结课论文

学生姓名
学 号
所属学院 信息工程学院
专 业 计算机科学与技术
班 级 计算机17-3班

塔里木大学教务处制

基于嵌入式的网络视频监控系统
【摘要】视频监控是安全防范系统的重要组成部分，英文Cameras and Surveillance。传统的监控系统包括前端摄像机、传输线缆、视频监控平台。摄像机可分为网络数字摄像机和模拟摄像机，可作为前端视频图像信号的采集。它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。最新的监控系统可以使用智能手机担当，同时对图像进行自动识别、存储和自动报警。视频数据通过3G/4G/WIFI传回控制主机（也可以是智能手机担当），主机可对图像进行实时观看、录入、回放、调出及储存等操作。从而实现移动互联的视频监控。
关键词：嵌入式 视频监控

目录
1.1视频监控系统的发展 4
1.2 设计背景 5
2.系统整体设计 5
2.1视频监控系统总体结构 5
2.2各模块设计方案 6
3.系统硬件结构 7
3.1视屏监控系统的结构设计 7
3.2 微处理器简介 8
3.3硬件电路设计 9
3.3.1存储器 9
3.3.2 LCD接口 9
3.3.3串行接口 10
3.3.4网卡控制器 11
4.嵌入式操作系统软件软件 12
4.1嵌入式系统定义 12
4.2嵌入式系统的组成 13
4.3常见的嵌入式操作系统 13
4.4选择嵌入式Linux进行开发 14
5.嵌入式Linux的移植 15
5.1Linux内核简介 15
5.1.1Linux内核源代码 15
5.1.2Linux内核的组成 16
5.2Linux内核的剪裁及移植 18
6.视频服务器的应用软件设计 19
小结 19
致谢 20
参考文献： 20
1.绪论
当今社会是一个高速发展的社会，信息获取的方便快捷可以使我们领先一步并创造出巨大的利益，而我们或许信息的一个重要途径就是眼睛。在人的感官中有80%是来自是觉。图像时客观事物的形象、生动的描绘，是直观而具体的信息表达方式，是人类重要的信息载体。随着科学技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控系统以其直观、方便和信息内容丰富的特点，日益受到人们的青睐，并在各行各业得到了广泛的应用。生活中有电梯监控，门禁，车库监控等等。电讯行业有基站监控，银行系统又柜员机监控，林业部门有火情监控，交通方面有违章监控和流量监控等。
1.1视频监控系统的发展
自从摄像机和电视出现后，最初的模拟监控系统出现了。经过较长时间的发展和应用，已经非常成熟，性能也十分稳定，但由于系统中模拟图像信息为主，对图像的处理和传送都才采用模拟技术，不紧图像质量差，而且系统资源浪费严重，不易组成复杂的网络结构，主要是一种单功能、单向、集总方式的信息采集网络，监控功能可扩展性差。因此系统尽管已发展到很高的水平，已无潜力可以发掘，局限性大。
随着计算机应用的普及，网络通信技术及图像压缩技术的快速发展，在视屏监控领域中，数字化和网络化成为一种趋势。上世纪末，基于PC的数字化网络视频监控技术迅速发展，部分取代了视频矩阵图像分割器、录像机为核心，辅助以其他设备的模拟视频监控系统。数字化的的视频通信在图像质量、传送距离、抗干扰能力等方面都要优越于传统的模拟通信系统，并且图像处理更加方便。因此，数字化网络视频监控系统将不然取代传统的模拟监控系统。但随着基于PC的视频监控系统的发展，在实际工程应用中也暴露出一些不足之处，主要是系统工作的实时性不高、稳定性差，而且成本较高；PC需要专门人管理，操作较为繁琐；兼容性差，采用的视频压缩对数据进行处理，因此系统一般只支持一种编码格式，无法提供其他编码方式的支持。
进入21实际，嵌入式技术、多媒体图像处理技术的进一步发展，为嵌入式网络视频监控系统的繁重提供了技术条件。嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可以裁减的，具有高可靠性，低成本、严要求、综合性强的专用计算机系统，它主要有嵌入式微处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，集软硬件于一体，能够独立工作。嵌入式系统具有实时性好、稳定性高等特点，在网络视频监控中的刀快速发展。嵌入式网络视屏监控与其他监控系统又的比较有如下特点；
（1） 布控区域广阔。嵌入式视频监控也可以直接接入网络，没有线缆产度和信号衰减的闲置，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的限制，扩展了布控区域。
（2） 系统具有无限的无缝扩展能力。所有设备都可以用IP地址进行标示，增加设备只是意味着IP地址的扩充。
（3） 可组成非常复杂的监控网络。采用局域嵌入式视频监控设备为核心的监控系统，在组网方式上与传统的模拟监控和基于PC平台的监控方式有极大不同，犹豫嵌入式视频监控设备的输出以往车了模拟到数字的转换并压缩，采用同意的协议在网络上传输。
（4） 性能更稳定，无需专人管理。嵌入式视频监控设备实际上基于嵌入式计算机技术，采用嵌入式多任务操作系统，又由于视频采集和数据处理功能都集中到一个体积很小的设备内，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高，也无需专人管理，非常适合于无人值守的环境。
（5） 因此加强对嵌入式网络视频监控系统的研究，对我国监控行业今后的发展有着重要的意义。
1.2 设计背景
网络视频监控系统由位于控制柜中的服务器、客户端组成，实现一个具有视频采集压缩及传输功能的可以直接接入以太网的网络摄像机基本过程是：电梯发生故障时，维护人员在客户端上拨号接通服务器，由于服务器实时采集电梯内的视频图像，并通过以太网传送给客户端，维护人员可以通过监控客户端来实现电梯内的监控。
2.系统整体设计
2.1视频监控系统总体结构
网络视频监控系统通常包括远程视频采集和本地视频查看及控制两部分，二者通过网络通信线路连接。涉及到视频图像采集、视频压缩、视频传输、计算机网络、视频解码及显示、多点控制等多方面内容和技术。

图2.1系统总体结构
远程监控现场由0V9650 CIS(CMOS Image Sensor，COMS图像传感器)进行图像采
集，ARM微处理器负责CIS驱动加载、初始化等工作，并将图像帧压缩成视频帧通过以
太网络发送至监控中心。同时，远程现场时刻保持与监控中心的通信：接收、解析、执行来自监控中心的指令，并向监控中心发送反馈信息，如服务器退出时通知客户端断开连接等。监控中心负责将接收到的压缩视频进行视频存储、解码、显示等，并发送相应的指令信息，如连接请求或对远程端进行控制等。接收端的控制指令通过视频显示器中显示的用户界面进行操作，如通过鼠标或触笔(触摸屏)对相关控件进行点击等。
2.2各模块设计方案
时图像采集设计方案：经过大量调研，目前基于ARMAVin CE平台的实现方案主要有两个：采用成品USB接口摄像头；购买摄像头芯片自行设计PCB板，采用$3C244的CAMIF引脚接入硬件系统。前者存在先天缺陷，表现在以下几个方面：（1）成品摄像头相对于摄像头芯片而言价格昂贵，两者价格差距往往有好几倍，甚至十几倍。（2）图像格式单一，这就造成选压缩算法时遇到困境。有的成品USB接口摄像头甚至不支持后续压缩，直接输出所谓的压缩视频，如某些开发者选用了中星微的301PLUS成品摄像头，该摄像头直接输出MJPEG格式的图像，其压缩比仅为8：1。基本上不能称其为视频压缩，也不可能在嵌入式视频监控领域进行推广应用。（3）存在驱动移植问题，并且无法对其进行二次开发和升级。大多数成品摄像头没有提供基于ARM／Win CE平台的驱动，若不自行开发驱动，便无法使用。而极少数提供了该驱动的产商，也并不开放驱动的源代码，只提供DLL文件，造成移植困难。即便是驱动移植成功，使用起来也显得很刻板，存在输出图像不清晰等问题。而这些问题由于无法修改驱动源代码，是无法解决的。正是考虑到使用成品USB摄像头存在的诸多问题，本设计采用了自行购买摄像头芯片，设计PCB板和驱动程序的方案。
视频显示及回放设计方案：目前的视频显示方案主要有：VFW技术、Direct Show流媒体技术、DIB技术、普通DC位图描画技术等。其中VFW和Direct Show技术可以提供图像采集、压缩编解码、视频显示等整套视频解决方案。VFW和Direct Show目前主要应用于PC机，VFW技术已渐趋淘汰，它不支持嵌入式视频应用：ARM／Win CE平台虽然支持Direct Show流媒体技术，但最基本的filter都处于缺乏状态，编解码filter也必须由自己来设计。开发起来难度较大，在嵌入式视频监控领域应用很少。普通DC绘图技术实现起来比较简单，缺点在于效率相对低下。
3.系统硬件结构
3.1视屏监控系统的结构设计
基于嵌入式技术的监控系统前端采用摄像头采集视频流，然后通过网络传输到接受者。整体结构如图3.1所示。

图3.1嵌入式视频监控系统框图
该系统采用基于ARM11的S3C6410X微处理器，通过在处理器上运行Linux操作系统，构建嵌入式服务器，接受来自摄像头的视频流，再进行压缩编码，再传送实现监控。
3.2 微处理器简介
嵌入式微处理器是整个嵌入式系统的基础，微处理器的性能将直接决定系统的性
能。微处理器选择的科学与否将直接影响后续的开发工作，选择欠妥甚至会导致整个系统的功能无法实现。其选择不仅要依据设计目标考虑处理器性能，还要考虑成本、功耗等各方面参数。
ARM（Advanced　RISC　Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM处理器是一个32位元精简指令集(RISC)处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。ARM处理器具有以下特点：
1、一个大的、统一的寄存器文件
2、加载存储结构，数据处理的操作只针对寄存器的内容，而不直接对存储器进行操作
3简单的寻址模式，所有加载存储的地址都只有寄存器的内容和指令域决定
4、统一的和固定的指令域，简化了指令的译码
5、每一条数据指令都对算术逻辑单元和移位器进行控制，以实现对和移位器的最大利用
6、地址自动增加和自动减少的寻址模式实现了程序循环的优化
7、多存储器加载和存储指令实现了最大数据吞吐量
8、所有指令的条件执行实现了最快速的代码执行。
3.3硬件电路设计
3.3.1存储器
嵌入式系统存储器有SDRAM和FLASH，在本系统中用到两片32M的SDRAM和一片64M的NAND FLASH和一片2M的NOR FLASH。
SDRAM是嵌入式系统的内存，具有单位空间存储容量大和价格便宜的优点，已广泛应用在各种嵌入式系统中。当系统启动时，CPU首先从复位地址0x O处读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码一般应调入SDRAM中运行，以提高系统的运行速度。同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM中。SDRAM的存储单元可以理解为一个电容，总是倾向于放电，为避免数据丢失，必须定时刷新(充电)。因此，要在系统中使用SDRAM，就要求微处理器具有刷新控制逻辑，或在系统中另外加入刷新控制逻辑电路。$3C2410X芯片在片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可方便地与SDRAM接口。目前常用的SDRAM为8位／16位的数据宽度，工作电压一般为3．3V。主要的生产厂商为HYUNDAI、Winbond、三星等。它们生产的同型器件一般都具有相同的电气特性和封装形式，可通用。
FLASH存储器是一种可电擦写，掉电后信息不丢失的存储器，它具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区系统编程(烧写)、擦除等特点，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。作为一种非易失性存储器，FLASH在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。常用的FLASH为8位或16位的数据宽度，编程电压为3．3V。主要的生产厂商为ATMEL、AMD、HYUNDAI、三星等，它们生产的同型器件一般都具有相同的电气特性和封装形式，可通用。
3.3.2 LCD接口
$3C2410X支持TFT／STN型的LCD及触摸屏，LCD驱动板一般都有固定标准，只需按接口标准从CPU引出LCD控制信号，接上标准的LCD驱动板就可以使用LCD了。电路图如图3.3.2所示
3.3.3串行接口
串口在系统开发中起着十分重要的作用，一般的调试和下载都是通过串口而进行
的。同时串口也是一个很通用的接口设备，通过串口可以和很多其它设备进行扩充连接。

图3.3.2LCD接口图
串口电路采用RS．232标准，RS一232C标准是美国电子工业协会(EIA)与BELL等公司一起开发，1969年公布的通信协议。它适合于数据传输率在O至20000b／s范围内的通信，它的机械特性：单端发送、单端接收、传输线上允许一个驱动器和一个发送器。标准接口有25针(DB25)和9针(DB9)两种。它的最大传输距离可达30m，最大速率20kb／s，适于相距较近设备的通信；电气特性：RS．232C标准定义．15v~．3V表示逻辑“1”，+3V一15V表示逻辑…0’。它选择．15V~．3V和+3V计15V这个范围而不采用1vr L逻辑(0V～5V)的原因是为了提高抗干扰能力和增加传输距离，因此与TTL设备连接时需加电平转换接口。
由于$3C2410X的异步串行通讯接口不是RS232逻辑，因此，需加电平转换接口，
本设计采用MAX232进行接口转换，采用9针DB9接口。

图3.3.3串口转换电路
3.3.4网卡控制器
CS8900A是CIRRUS LOGIC公司生产的16位以太网控制器，芯片集成了片上RAM、10BASE．T收发滤波器，以及带24m A驱动的直接ISA总线接口。该芯片的突出特点是使用灵活，其物理层接El、数据传输模式和工作模式等都能根据需要而动态的调整，通过内部寄存器的设置束适应不同的应用环境。
它最大的工作电流为55m A，支持广泛的软件驱动，3V供电电压，工业级温度范围，全双工通信方式，可编程发送功能，数据碰撞自动重发，自动打包及生成CRC校验码，可编程接受功能，数掘流降低CPU消耗，自动切换于DMA和片内RAM，提前产生中断便于数据帧预处理，自动阻断错误包，可跳线控制EEPROM功能，启动编程支持无盘系统，LED驱动用于指示连接状态和网络活动情况，待机和睡眠模式，100—PⅣTQFP封装。
CS8900A可以在内存模式和I／O模式下操作。当配置成内存模式操作时，CS8900A
的内部寄存器和帧缓冲区映射到主机内存中连续的4KB的块中，主机可以通过这个块直接访问CS8900A的内部寄存器和缓冲区。
CS8900A收到由主机发来的数据报后，帧听网络线路。如果线路忙，它就等到线路空闲为止，否则立即发送该数据帧。发送过程中，首先添加以太网帧头(包括先导字段和帧开始标志)，然后生成CRC校验码，最后将此数据帧发送到以太网上。接收时，它将从以太网收到的数据帧在经过解码、去掉帧头和地址检验等步骤后，缓存在片内。通过CRC校验后，它会根据初始化配置情况，通知主机CS8900A收到了数据帧，最后选用一种传输式传到主机的存储区中。

图3.3.4CS8900A连接原理图
4.嵌入式操作系统软件软件
4.1嵌入式系统定义
所谓嵌入式系统，是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能，对可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分，用于实现对其他设备的控制，监视或管理等功能。它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了嵌入式系统必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
4.2嵌入式系统的组成
一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如智能机器狗，上面集成了多个微上控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受种状态信息。
4.3常见的嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器Browser等。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。常见的嵌入式OS有以下几种：
1、 嵌入式Linux：这是嵌入式操作系统的一个新成员，其最大的特点是源代码公开并且遵循GPL协议，由于其源代码公开，人们可以任意修改，以满足自己的应用，并且查错也很容易。遵从GPL，无须为每例应用交纳许可证费。有大量的应用软件可用。其中大部分都遵从GPL，是开放源代码和免费的。可以稍加修改后应用于用户自己的系统。有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。有庞大的开发人员群体。无需专门的人才，只要懂Unix/Linux和C语言即可。随着Linux在中国的普及，这类人才越来越多。所以软件的开发和维护成本很低。优秀的网络功能，这在Internet时代尤其重要。稳定——这是Linux本身具备的一个很大优点。内核精悍，运行所需资源少，十分适合嵌入式应用。
2、 V x Works：V x Works操作系统是美国Wind River公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是Tornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌人式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。V x Works具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持POSIX 1003．1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。
3、 Windows CE：Windows CE与Windows系列有较好的兼容性，无疑是Windows CE的一大优势。其中WinCE3.0是一种针对小容量、移动式、智能化、32位、了解设备的模块化实时嵌人式操作系统。为建立针对掌上设备、无线设备的动态应用程序和服务提供了一种功能丰富的操作系统平台，它能在多种处理器体系结构上运行，并且通常适用于那些对内存占用空间具有一定限制的设备。它是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。
4.4选择嵌入式Linux进行开发
Linux操作系统的主要特点如下：
1、系统是层次结构内核完全开放的，且内核精简，性能高、稳定，多任务；
2、适用于不同的，支持多种体系结构，如ARM、MIPS、ALPHA和SPARC等；
3、遵循通用国际标准，便于程序的移植；
4、提供嵌入式浏览器、邮件程序、播放器、播放器、记事本等应用程序；
5、提供完整的开发工具和SDK，同时提供PC上的开发版本；
6、用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具；
7、常用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富；
8、针对嵌入式的存储方案，提供实时版本和完善的嵌入式解决方案；
9、强大的网络支持功能
与其它的嵌入式操作系统相比，嵌入式具有以下优势：
1、Linux能满足绝大多数实时性要求。实时性本身是个相对概念，绝对的实时性，其响应时间一般要求在微秒数量级。这种硬实时性功能只是针对特殊设备、特殊应用场合如数字信号处理。绝大多数嵌入式系统应用不需要这种严格的实时性。另外，Linux对内核代码适当做些修改，如将Linux内核本身作为优先级最低的任务，实时任务作为优先级最高的任务，在实时任务存在的情况下运行实时任务，否则才运行Linux本身任务。这样也能有效提高嵌入式Linux的系统实时性。
2、Linux系统是模块化层次结构且内核完全开放，具有强大的网络支持功能。Linux是由很多体积小且性能高的微内核模块和部件组成。由于其内核代码完全免费开放，不同领域、层次的用户可根据自己的应用需要很容易对内核进行裁剪和添加改造，在低成本前提下，设计开发出满足自己需要的嵌入式系统。由于Linux诞生于因特网并具有Unix的特性，所以它支持所有标准因特网协议，并且可以利用Linux的网络协议栈将其开发成嵌入式的即TCP/IP网络协议栈。
3、嵌入式Linux具备一整套工具链，具有很好的开发测试工具，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具ICE（In Circuit Emulator）的障碍。一般开发嵌入式操作系统（EOS）的程序调试和跟踪都使用仿真器来实现，而使用Linux系统做原型时，可以直接用内核调试器来做操作系统的内核调试和查错。嵌入式Linux可以利用GNU项目的C/C++编译器GCC来编译程序，使用GDB源程序级调试器调试程序。
4、嵌入式Linux具有巨大的市场前景和商业机会。围绕嵌入式Linux的研发，出现了大批的专业公司和产品，如Lineo、Emi等，有行业协会，如Embedded Linux Consortium等。嵌入式Linux也得到计算机公司和OEM板级厂商的支持，如Intel、IBM等。传统的嵌入式系统厂商也纷纷采用了Linux策略，如Windriver、QNX等
5.嵌入式Linux的移植
5.1Linux内核简介
在对嵌入式的内核进行剪裁、移植之前我们首先要了解一般操作系统的内核组成，以及其源代码的结构。

5.1.1Linux内核源代码
Linux内核源代码是以文件的形式存在于各个文件夹的目录中，位于/usr/src/linux目录下，本系统的采用的内核版本是2.4.18，其具体的代码树结构如下：
1、/arch目录：所有的与体系结构相关部分的内核代码都包含在这个目录以及include/asm-中，其中的每一个目录都代表一种硬件平台比ARM平台、I386平台，移植工作的重点就是目录arch下的文件。
2、/include目录建立内核代码时所需的大部分头文件，比如，与平台无关的头文件在/include/linux子目录下。在asm-目录下是与各种平台相关的头，文件，比如asm-asm目录是ARM平台需要的头文件，而asm-i386是Intel cpu需要的头文件。部分内核构建过程创建从asm指定asm-的符号链接。这样，无需将其固定编码到.c后缀的文件了，#include就可以获得用于那个体系结构的正确文件。其它目录中包含的是非体系结构相关的头文件。如果在不只一个文件中使用了某个结构体、常量或者变量，那么它可能应该放入其中一个头文件中。
3、 /drivers目录：内核中所有的设备驱动程序，包括视频驱动程序、网卡驱动程序、底层驱SCSI动程序等，以及其它类似的驱动程序。例如，在/drivers/net中可以找到大部分网卡驱动程序。
4、/fs目录：通用文件系统的代码（VFS）和各个不同文件系统的代码都可以在这个目录中找到。比如ext2文件系统是在Linux中最广泛使用的文件系统之一，在/fs/ext2中可以找到读取ext2格式的代码。
5、/init目录：内核的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和version.c两个文件，是内核工作的起点。
6、/ipc目录：核心进程间的通信代码，包含了共享内存、信号量以及其它形式的代码。
7、/lib目录：与平台无关的通用函数，常见的字符串操作、调试例程，以及命令行解析代码都位于此处。
8、/net目录：包含和网络相关的代码，，其每一个子目录对应于网络的一个方面。底层网络驱动程序与此层次代码交换数据包，这个层次的代码可以根据数据包将数据传递给用户层应用程序，或者丢弃数据，或者在内核中使用。/net/core包含大部分不同的网络协议都可以使用的代码，和某些位于/net目录本身中的文件一样，特定的网络协议在/net的子目录下实现。
5.1.2Linux内核的组成
现代操作系统一般主要由进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信等几个部分组成。

图5.1.2（1）Linux操作系统结构图
内核的子系统的依赖关系如图5.1.2（2）所示

图5.1.2（2）内核的子系统的依赖关系
1、进程调度与内存管理之间的关系：这两个子系统互相依赖。在多道程序环境下，程序要运行必须为其创建进程，而创建进程的第一件事情，就是将程序和数据装入内存。
2、进程间通信与内存管理的关系：进程间通信子系统要依赖内存管理支持共享内存通信机制，这种机制允许两个进程除了拥有自己的私有空间，还可以存取共同的内存区域。
3、虚拟文件系统与网络接口之间的关系：虚拟文件系统利用网络接口支持网络文件系统（NFC），也利用内存管理支持RAMDISK设备。
4、内存管理与虚拟文件系统之间的关系：内存管理利用虚拟文件系统支持交换，交换进程定期由调度程序调度，这也是内存管理依赖于进程调度的唯一原因。当一个进程存取的内存映射被换出时，内存管理向文件系统发出请求，同时，挂起当前正在运行的进程。
5.2Linux内核的剪裁及移植
操作系统的移植是指通过对操作系统的改造，使同一个操作系统可以在不同的硬件平台上运行。如果一个系统可以在不同硬件平台上运行，那么这个系统就是可移植州的。Linux操作系统就可以通过移植，运行在ARM等多种硬件平台上。考虑到嵌入式系统是“硬件可裁减”的，以及不同的用户需求，我们需要对己有的内核代码进行裁减移植。
一般情况下的Linux内核的剪裁及移植，主要是针对操作系统中关于具体硬件以及除去不需要的功能模块，如一些不会用到的外设支持、驱动程序、协议、网络支持、文件格式等。Linux内核具有很好的模块性和伸缩性，在资源要求严格的情况下经过合理的裁减可获得明显的效果。
Linux内核支持很多的硬件体系结构如ARM等，但由于新的硬件设备不断出现，根据新的硬件平台移植内核是嵌入式系统构建的必须工作。硬件平台是以S3C2410为核心处理器的硬件平台，因此移植过程中需要对新的硬件平台进行定义
Linux内核采用条件编译的方式，可以通过改变编译条件值来确定最终编译进内核的内容，在配置时需要选择嵌入式系统所需要的功能支持模块，同时删除不需要的功能模块，这样就可以大大的减少内核的大小，提高系统运行的效率。

6.视频服务器的应用软件设计
视频服务器的管理系统是构建在Boa Web Server之上的Web页面，它主要是为了实现用户控制信息的输入与接收，转交给CGI程序处理后返回给用户。Web页面之间及Web页面与CGI之间的调用关系如图所示，椭圆代表用户可见的页面，方框代表用户触发的CGI程序：并采用ActiveX控件实现客户端览器与服务器端的视频数据存储与管理模块的socket连接，进行双向的实时连接。

图6Web页面与CGI点用关系图

小结
基于嵌入式技术的网络视频监控是当前一门十分活跃的技术，它包括了嵌入式技术、网络技术、信息技术等多种前沿学科。目前有多种的应用方案，没有形成统一的技术标准，因此对于其中关键技术，如网络视频监控系统的设计、嵌入式操作系统在系统中的应用、视频图像的压缩传输等都是当前迫切需要研究的。本文的主要工作总结如下：
1、总结了视频监控系统的发展历程和研究现状，并指出了基于嵌入式技术和网络化技术的视频监控系统将是未来监控系统的发展方向，而前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是现在嵌入式网络视频监控的发展方向。
2、对嵌入式Linux的发展趋势以及研究现状进行了论述，通过围绕如何完成网络视频监控的目的。系统支持视频监控设备，可和各类远程测控设备结合，具有广泛的应用价值。本系统对网络因素的考虑不够全面，如可加入流量控制与带宽控制相关算法，可使在较差的网络环境下仍然保持较好的视频质量
致谢
经历了这一学期的学习，我受益匪浅，并且十分感谢张楠楠老师的认真辅导，在我们最迷茫的时候及时的给于我们解答，使我们少走了很多弯路，最后祝愿张楠楠老师身体健康，工作顺利，万事如意，并且希望所有同学都能取得一个不错的成绩！
参考文献：
[1]郝荣霞，徐旭东，陈文博，基于网络摄像机的第三代视频监控系统的研究信息技术，
2005年总第九期
[2]梁春雁，谢剑英，智能大厦的视频监控系统设计，测控技术，2013年18卷第10期
[3]马听，视频监控系统的现状和今后发展趋势，金卡工程
[4]季兵，季晓勇，马江波，基于的数字视频通信系统的实现，计算机应用研究
[5]胡永红，智能多路视频监控系统的设计，微机发展
[6]江潮，苏祥芳，刘立海，牟旭东等，基于网络的数字视频监控系统，武汉大学学报自然科学版

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