管理信息化VR虛擬現(xiàn)實(shí)基于ARM9的智能家居61

管理信息化VR虛擬現(xiàn)實(shí)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(shù)的應(yīng)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(tái)，由ZigBee星型家庭內(nèi)網(wǎng)和嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)兩部分組成。用戶訪問可以通過web瀏覽器登錄家庭網(wǎng)關(guān)，或本地用戶直接通過家庭網(wǎng)關(guān)的圖形用戶界面，對(duì)家庭內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行溫濕度、煙霧濃度、光照強(qiáng)度等信息的采集和對(duì)燈光等進(jìn)行控制。本課題是基于ARM9的智能家居監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，采用ARM9內(nèi)核的S3C2440Linux下載到硬件平臺(tái)上。主要完成以下工作：（1）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)配置，在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，需要掛載根文件系統(tǒng)，這時(shí)需要網(wǎng)絡(luò)的連接。本次設(shè)計(jì)中網(wǎng)絡(luò)連接用的是橋接。（2）Bootloader移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)制作，這些事系統(tǒng)運(yùn)行階段的基礎(chǔ)。（3）對(duì)嵌入式webboa工作流程，搭建瀏覽器客戶端網(wǎng)頁(yè)，讓攝像頭采集的圖像在網(wǎng)頁(yè)上顯示。關(guān)鍵詞：嵌入式；網(wǎng)關(guān)；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(guó)內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀11.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀11.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀31.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)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(shè)計(jì)方案9第3章監(jiān)控系統(tǒng)硬件環(huán)境113.1硬件平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)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(jiǎn)介154.2tftp與NFS服務(wù)器配置194.2.1tftp服務(wù)器的配置194.2.2NFS服務(wù)器配置204.3安裝交叉編譯器20第5章監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)225.1Bootloader的移植225.2內(nèi)核的移植255.3根文件系統(tǒng)制作265.4boa服務(wù)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(jié)和展望336.1總結(jié)336.2展望與不足33致謝35參考文獻(xiàn)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(zhì)的家庭生活空間。視頻監(jiān)控是智能家居中的一個(gè)重要模塊，對(duì)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(yīng)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(jī)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，到第二代基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，再到第三代基于嵌入式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)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(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化等特性于一身的嵌入式web技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。嵌入式視頻web服務(wù)器的主要原理是視頻服務(wù)器內(nèi)置一個(gè)boa服務(wù)器，采用嵌入式操作系統(tǒng)。前端攝像機(jī)送來的視頻圖像通過內(nèi)部總線送到服務(wù)器，將采集到的原始圖像經(jīng)過編碼壓縮、打包等過程變成基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，發(fā)送到終端用戶。網(wǎng)絡(luò)終端用戶可以直接用瀏覽器觀看web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶可以通過專用的客戶端軟件進(jìn)行顯示和各種操作。1.2國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀1984年美國(guó)聯(lián)合科技公司將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding的誕生，雖然當(dāng)時(shí)只是對(duì)一棟破舊的大樓進(jìn)行了改造，但是是采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)都市大廈內(nèi)部的電梯照明、空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并且還可以提供情報(bào)資料、電郵、語(yǔ)音通信等信息的服務(wù)。自此以后美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案，而且都從國(guó)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(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等國(guó)家都有廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)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(shè)備與安防設(shè)備的功能綜合為一體，形成了家居自動(dòng)化概念(HA，HomeAutomation)80中各種通信、家電、安防設(shè)備通過總線技術(shù)進(jìn)行連接、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國(guó)稱為智慧屋(WH,WiseHome)，在歐洲稱為時(shí)髦屋(SH,SmartHome)。當(dāng)時(shí)日本正處于房產(chǎn)市場(chǎng)低迷時(shí)期，日本建設(shè)省在推進(jìn)智能建筑概念時(shí)，抓住用于住宅總線技術(shù)的契機(jī)，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(jìn)我們的生活。日本松下公司正在把“數(shù)碼家庭”的概念應(yīng)用到養(yǎng)老院，養(yǎng)老院的所有房間都裝有多種測(cè)量?jī)x器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機(jī)等，并與局域網(wǎng)相連，這樣每個(gè)居住者的體溫、血壓等多項(xiàng)數(shù)據(jù)可以傳送到護(hù)理中心，實(shí)生物傳感器探測(cè)人的行為來自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)居住系統(tǒng)。日本大型住宅公司MISAWAHOME為解決購(gòu)房者對(duì)房屋防盜系統(tǒng)的不滿意，新近推出“保全住宅”該住宅內(nèi)部采用指紋辯識(shí)門禁系統(tǒng)，另設(shè)有隱藏式防盜室，當(dāng)遇到小偷闖入時(shí)屋主可躲進(jìn)去緊急避難，防盜室設(shè)有兩道厚重的門，其中內(nèi)門只要從里面上鎖后，外部無法靠人力打開。防盜室內(nèi)裝設(shè)電話專線，電話線埋在地下，另外還可在屋內(nèi)放置一個(gè)機(jī)器人，畝以依歹徒恐嚇的聲音來反應(yīng)，并出聲求救，發(fā)揮報(bào)警求救功能。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀伴隨著國(guó)內(nèi)房地產(chǎn)市場(chǎng)的繁榮，近年來智能家居從概念引進(jìn)到研究開發(fā)經(jīng)歷了迅速的發(fā)展。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(duì)講系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的，這些系統(tǒng)大都沒有脫離原有產(chǎn)品的形態(tài)，屬于“嫁接智能”范疇。由于這些產(chǎn)品的技術(shù)路線多種多樣，一些大公司在整合他們的時(shí)候標(biāo)準(zhǔn)也就很難規(guī)范統(tǒng)一。在我國(guó)，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(jì)量和收費(fèi)，采用房管部門或住戶輪流抄表收費(fèi)的方式。生活用水的計(jì)量則主要是按戶或按人口數(shù)收費(fèi)。弱電系統(tǒng)也是從80年代開始才陸續(xù)設(shè)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(guó)家庭基本實(shí)現(xiàn)電器化，住宅內(nèi)的弱電系統(tǒng)有所增加，90字化通信產(chǎn)品開始走進(jìn)家庭。2000年9月7-8日，由信息產(chǎn)業(yè)部組織，在四川省綿陽(yáng)市召開了國(guó)家經(jīng)貿(mào)委2000年國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃—“家庭信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)”項(xiàng)目工作會(huì)議。2002年由建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心和中國(guó)建筑科學(xué)研究院主編的《居住區(qū)智能化系統(tǒng)配置與技術(shù)要求(審查稿)》己送審，等待批準(zhǔn)。建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心正在牽頭編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“居住區(qū)智能化產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)要求2002年建設(shè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)智能建筑技術(shù)開發(fā)推廣中心組織編制了《建設(shè)行業(yè)智能建筑試點(diǎn)項(xiàng)目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗(yàn)收評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》作為建設(shè)行業(yè)智能建筑試點(diǎn)項(xiàng)目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗(yàn)收評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。西南交通大學(xué)科技公司開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端(IntelligentControlNetworkDataTerminal，簡(jiǎn)稱NDT)系統(tǒng)，是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的智能住宅控制系統(tǒng)，可以穩(wěn)定運(yùn)行在多種寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。它包括住宅樓宇防盜報(bào)警、貴重物品防盜報(bào)警、多重判斷防誤報(bào)功能、火災(zāi)報(bào)警、煤氣泄露報(bào)警、緊急求助、防脅持秘密報(bào)警、小區(qū)電子公告、遠(yuǎn)程家用電器控制、電話自動(dòng)報(bào)警功能、Internet電子短信、家用設(shè)備報(bào)警、水電氣多表自動(dòng)抄收等功能，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成整個(gè)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(shì)將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、無線通信技術(shù)和基于TCP/IP的Internet技術(shù)結(jié)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(shù)采集并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行相應(yīng)處理，在通過無線通信方式傳輸?shù)絀nternetInternet勢(shì)可以概括為：(1)視頻監(jiān)控?cái)?shù)字化視頻監(jiān)控發(fā)展經(jīng)歷了模擬視頻監(jiān)控、半數(shù)字監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控三個(gè)階段。數(shù)字化是21世紀(jì)的時(shí)代特征，視頻監(jiān)控的數(shù)字化是監(jiān)控技術(shù)的必然趨勢(shì)。(2)視頻監(jiān)控智能化智能化是視頻監(jiān)控技術(shù)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(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)預(yù)防和告警對(duì)用戶來說明顯更加重要。實(shí)際上現(xiàn)有的大型監(jiān)控系統(tǒng)都配置自動(dòng)位移偵測(cè)、晝夜自適應(yīng)切換存儲(chǔ)、預(yù)警設(shè)置等一些基本的智能化功能。(3)視頻監(jiān)控IP化視頻網(wǎng)絡(luò)、IPTVInternet技術(shù)IP信息通過TCP/IP協(xié)議。采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，擁有授權(quán)的用戶可以隨時(shí)訪問互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)真?zhèn)€監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存儲(chǔ)、授權(quán)控制等功能。(4)視頻監(jiān)控?zé)o線化3G點(diǎn)分散且與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，或被監(jiān)控對(duì)象不固定時(shí)，利用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控旺旺成本高且難以實(shí)現(xiàn)，為基于多種無線傳輸手段的移動(dòng)視頻監(jiān)控具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。1.4論文的組織第一章：對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的研究意義、國(guó)內(nèi)外的研究狀況以及發(fā)展趨勢(shì)做了簡(jiǎn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并簡(jiǎn)單介紹了硬件的組成。第四章：對(duì)嵌入式系統(tǒng)做簡(jiǎn)單的介紹，并進(jìn)行了服務(wù)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(chǔ)。Bootloader的移植、Linux內(nèi)核的移植、根文件系統(tǒng)的制作、boa服務(wù)器的移植，及攝像頭工作流程。第六章：對(duì)各個(gè)部分的工作做了總結(jié)，提出了整個(gè)工作的不足之處并對(duì)進(jìn)一步的研究方向以及相關(guān)的問題做了敘述。第2章智能家居系統(tǒng)總體方案隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在市場(chǎng)上發(fā)展起來。通用的web服務(wù)器通常用于大量用戶并發(fā)訪問的普通網(wǎng)站，以強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶提供商業(yè)服務(wù)，而嵌入式處理器能力和存儲(chǔ)容量有限，通用大型服務(wù)器無法在嵌入式設(shè)備上運(yùn)行。因此，采用功能相對(duì)簡(jiǎn)單、體積更小、消耗資源更少的嵌入式web服務(wù)器，是近年來出現(xiàn)的一種較為先進(jìn)的方案。目前，嵌入式web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)方法可分成自助實(shí)現(xiàn)和修改移植。2.1需求分析分析國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)可知消費(fèi)者對(duì)家電控制、視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、家居智能家居行業(yè)技術(shù)按照系統(tǒng)核心技術(shù)可分為PC入式架構(gòu)三個(gè)層次。三種技術(shù)方案代表著智能家居行業(yè)不同時(shí)期的技術(shù)特點(diǎn)。（1PC向使用者展示智能家居的概念，實(shí)用性不強(qiáng)，屬于第一代。（2）目前很多中國(guó)智能家居廠商研制的基于單片機(jī)架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)，在實(shí)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(shù)更加廣泛的應(yīng)用及成本的之間降低，中國(guó)的智能家居核心最終將走向嵌入式。目前人類已進(jìn)入基于Internet的后PC時(shí)代，其主要特征為計(jì)算機(jī)作PC時(shí)代的到來依賴于嵌入式技術(shù)的誕生與發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)在通信產(chǎn)品、家用電器、醫(yī)療器械、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用，已成為促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的最為實(shí)用的高新技術(shù)。隨著嵌入式處理器的性能得到了顯著的提高，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用在最近幾年得到了廣闊的發(fā)展。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)，電器工程師協(xié)會(huì)的定義為：嵌入式系統(tǒng)是用來監(jiān)控設(shè)備、機(jī)器、裝置及工廠生產(chǎn)線等大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備。通常嵌入式定義為：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為核心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟/硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用衛(wèi)星化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般應(yīng)用嵌入式以及用戶的應(yīng)用程序四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式技術(shù)為智能家居客戶端的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。使用嵌入式系統(tǒng)來完成智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、專用性強(qiáng)等功能。（2）PC在向使用者展示智能家居的概念，實(shí)用性不強(qiáng)，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(shù)伴隨Internet而生，因此具有更加卓越的網(wǎng)絡(luò)性能，可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。（5）短開發(fā)周期。[3]是以嵌入式設(shè)備作為web服務(wù)器接入Internet網(wǎng)絡(luò)的。嵌入式設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)后，以何種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成系統(tǒng)，就涉及到了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的選擇問題。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來說是處于基礎(chǔ)地位的，合理選擇網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率、系統(tǒng)性用的廣泛性和可維護(hù)性都有至關(guān)重要的作用。C/S和B/S結(jié)構(gòu)是當(dāng)今世界開發(fā)模式技術(shù)架構(gòu)的兩大主流技術(shù)。C/SC/S結(jié)構(gòu)充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，將任務(wù)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(yīng)用軟件都是client/server形式兩層結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)在的軟件應(yīng)用系統(tǒng)正在向分布式的web應(yīng)用發(fā)展，web和client/server件。因此，內(nèi)部的和外部的用戶都可以訪問新的和現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)，通過現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)中的邏輯可以擴(kuò)展出新的應(yīng)用系統(tǒng)。B/SInternetC/Swww3-tier減輕系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本和工作量。2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)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(jìn)行處理，并內(nèi)建嵌入式web服務(wù)器和視頻流媒體服務(wù)器，從而將視頻傳遞給遠(yuǎn)端用戶。第三個(gè)部分是監(jiān)控端，由帶有瀏覽器的PC機(jī)組成，2.1所示。CMOS攝像頭嵌入式Web服務(wù)器器是指將Web服務(wù)器引入到嵌入式系統(tǒng)中，在相應(yīng)的硬件平臺(tái)和軟件系統(tǒng)的支持下，根據(jù)應(yīng)用的需要實(shí)現(xiàn)通用的Web服務(wù)器Web服務(wù)器仍然以TCP/IPWeb中使用的應(yīng)用層的通信協(xié)議是HTTP協(xié)議，通過HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)客戶端（一般為瀏覽器）和嵌入式Web服務(wù)器的信息交換[4]。Web服務(wù)器有thttpd和boaboa目前用的最多。boa是一個(gè)非常小巧的Web服務(wù)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(nèi)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(yīng)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(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，這樣在開發(fā)板上就移植了boa服務(wù)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(qiáng)擴(kuò)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(tái)總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。該設(shè)計(jì)將硬件系統(tǒng)分成兩S3C2440A微處理器、64MBNANDFlash、64MBSDRAM3.3V轉(zhuǎn)1.33V3.1核心板以外的相關(guān)模塊。ov9650LCD顯示模塊USB主接口DM9000網(wǎng)卡圖3.1系統(tǒng)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖主控制芯片本次設(shè)計(jì)采用Samsung公司生產(chǎn)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(chǎn)的16/32位RISC微處理器。是一款專為手持設(shè)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(nèi)部主要含以下模塊：（1）1.2V內(nèi)核，1.8V/2.5V/3.3V存儲(chǔ)器，3.3V擴(kuò)展I/O16kB指令（2）cache（I—chche）/16kB數(shù)據(jù)cache（D—chche）（3）外部存儲(chǔ)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(qǐng)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(jī)控制/1路USB期間控制（ver1.1）（11）4路PWM定時(shí)器/1路內(nèi)部定時(shí)器/看門狗定時(shí)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(gè)通用I/O，24個(gè)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(shí)鐘發(fā)生器Ov9650攝像頭s3c2440OV9650OV9650要另外的數(shù)據(jù)接口。OV9650的數(shù)據(jù)接口稱為SCCBSIO_C，另一個(gè)是用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)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(jù)，前8位為有用數(shù)據(jù)，而第9位數(shù)據(jù)在寫周期中是Don’t-CareNASCCB定義數(shù)據(jù)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(gè)相依次為設(shè)備從地址，內(nèi)存地址，所寫數(shù)2相寫傳輸周期（兩個(gè)相依次為設(shè)備從地址，內(nèi)存地址）和2相讀傳3相寫傳輸周期，當(dāng)需要讀操作時(shí)，依次應(yīng)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?qū)懸粋€(gè)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(shí)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(jiǎn)介4.1.1嵌入式操作系統(tǒng)的概念Embeddedsystem“特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（U.K.InstitutionofElectricalEngineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于工廠運(yùn)作的設(shè)備。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)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(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)特殊的任務(wù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個(gè)的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)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(jī)器、裝置、工廠等大規(guī)模設(shè)備的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)控制程序存儲(chǔ)在ROM微波爐、錄像機(jī)、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(gè)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控制邏輯。嵌入式系統(tǒng)的核心是由一個(gè)或幾個(gè)預(yù)先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)的微處理器或者單片機(jī)組成。與通用計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)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(shí)不變的；所以經(jīng)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(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。VxWorks用戶開發(fā)環(huán)境，在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)一席之地。它是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中使用最廣泛、市場(chǎng)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(gè)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)；它部分遵循POSIX相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如POSIX.1b程。其內(nèi)核僅提供4種服務(wù)：進(jìn)程調(diào)度、進(jìn)程間通信、底層網(wǎng)絡(luò)通信和中斷處理，其進(jìn)程在獨(dú)立的地址空間中運(yùn)行。所有其他操作系統(tǒng)服務(wù)都實(shí)現(xiàn)為協(xié)作的用戶進(jìn)程，因此QNX內(nèi)核非常小巧(QNX4．x大約為12KB)，而且運(yùn)行速度極快。這個(gè)靈活的結(jié)構(gòu)可以使用戶根據(jù)實(shí)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(gè)處理器的超級(jí)虛擬機(jī)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(yīng)用程序接口(API)的應(yīng)用程序。(4)WindowsCEMicrosoftWindowsCE是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核至少需要200KB的ROM。(5)LynxOSLynxReal-timeSystems的LynxOS的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),它遵循POSIX.1a，POSIX.1b和POSIX.1c標(biāo)準(zhǔn)。LynxOS支持線程概念，提供256個(gè)全局用戶線程優(yōu)先級(jí)；提供一些傳統(tǒng)的、非實(shí)時(shí)系統(tǒng)的服務(wù)特征，包括基于調(diào)用需求的虛擬內(nèi)存，一個(gè)基于Motif的用戶圖形界面，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及應(yīng)用開發(fā)工具。MotifOSF1989年推出的一個(gè)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(jīng)有許多的版本，包括強(qiáng)實(shí)時(shí)的嵌入式Linux(如新墨西哥工學(xué)院的RT-Linux和堪薩斯大學(xué)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(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低，而所有的實(shí)時(shí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)都高于它，以達(dá)到既兼容通常的Linux任務(wù)又保證強(qiáng)實(shí)時(shí)性能的目的。由于嵌入式系統(tǒng)越來越追求數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，因此原來在某些設(shè)備或領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的軟件系統(tǒng)越來越難以為繼，因?yàn)橐_(dá)到上述API三方的軟硬件溝通。(7)uC/OSuC/OS是源碼公開的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。4.1.3嵌入式Linux的簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux是1991年由芬蘭人LinusTorvalds由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是個(gè)基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、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(shù)，遍布全球的眾多愛好者都是Linux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者，LinuxLinux在內(nèi)核結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中考慮適應(yīng)系統(tǒng)的可裁剪性的要求。Linux主要特點(diǎn)如下：（1）Linux是開放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后盾。（2）Linux的內(nèi)核小、功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、效率高。（3）Linux易于定制裁剪，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)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(wù)支持等諸多方面，Linux的表現(xiàn)也都非常出色，不僅可以充當(dāng)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，本身也是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)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(jiǎn)易、資源內(nèi)容豐富、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，使它在嵌入式控制領(lǐng)域越來越流行。更重要的是，由于嵌入式Linux與PC機(jī)的LinuxPC在嵌入式控制設(shè)備上工作，這使得它的軟件資源極大的豐富。4.2tftp與NFS服務(wù)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(chǎn)生嵌入式軟件的平臺(tái)稱PC般通過網(wǎng)絡(luò)，USB，JTAG等方式將軟件下載到目標(biāo)機(jī)。4.2.1tftp服務(wù)器的配置TFTP(TrivialFileTransferProtocol,)是TCP/IP協(xié)議族中的用來在客戶機(jī)與服務(wù)器之間進(jìn)行簡(jiǎn)單文件傳輸?shù)膮f(xié)議，提供不復(fù)雜、開銷不大的文件傳輸服務(wù)。TFTP這種簡(jiǎn)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(wù)器上獲得或?qū)懭胛募?，不能列出目錄，也不能進(jìn)行認(rèn)證。在嵌入式開發(fā)中，tftp服務(wù)常用于通過從PC機(jī)服務(wù)端的tftp目錄中下載鏡像文件到目標(biāo)開發(fā)板中，以待燒寫或運(yùn)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(wù)器配置NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）為兩臺(tái)Linux主機(jī)之間的通訊提供了類似于WindowsLinuxLinux目標(biāo)機(jī)經(jīng)常通過NFS方式訪問Linux宿主機(jī)上的文件，為了實(shí)現(xiàn)這種訪問，首先需要在Linux搭建NFS服務(wù)器。配置NFS服務(wù)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(biāo)板在完成掛載，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。下面是對(duì)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(jī)IP(rw,sync,no_root_squash)：訪問權(quán)限4.3安裝交叉編譯器交叉編譯，簡(jiǎn)單地說，就是在一個(gè)平臺(tái)上生成另一個(gè)平臺(tái)上的可執(zhí)行代碼。同一個(gè)體系結(jié)構(gòu)可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)；同樣，同一個(gè)操作系統(tǒng)x86Linux平臺(tái)實(shí)際上是Intelx86體系結(jié)構(gòu)和Linuxforx86操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱；而x86WinNT平臺(tái)實(shí)際上是Intelx86體系結(jié)構(gòu)和WindowsNTforx86操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。交叉編譯出來的程序，所要運(yùn)行的目標(biāo)環(huán)境中，各種資源，都相對(duì)有限，所以很難進(jìn)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(duì)比較緊張的硬件資源的前提下，在已經(jīng)運(yùn)行了嵌入式Linux的LinuxARM的CPU下，編譯出來，供ARM的CPU可以運(yùn)行的程序的。CPULinux供你本地編譯。本設(shè)計(jì)采用的S3C2440是ARM體系的架構(gòu)，而Linux屬于X86的架構(gòu)，因此，需要用交叉編譯器將程序進(jìn)行編譯，移植到ARM9上才能正常運(yùn)行。第5章監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)5.1Bootloader的移植1.Bootloader簡(jiǎn)介Bootloader在嵌入式世界里建立一個(gè)通用的Bootloader幾乎是不可能的。盡管如此，我們?nèi)钥梢詫?duì)Bootloader歸納出一些通用的概念，以指導(dǎo)用戶特定的Bootloader設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單地說，Bootloader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)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(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)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(gè)系統(tǒng)的家在啟動(dòng)任務(wù)就完全由Bootloader來完成。在專用的嵌入式板子運(yùn)行GNU/Linux系統(tǒng)已經(jīng)變得越來越流行。一個(gè)嵌入式Linux系統(tǒng)從軟件的角度看通常可以分為四個(gè)層次：（1）Bootloader用來加載內(nèi)核。（2）Kernel為特定嵌入式開發(fā)板的定制內(nèi)核以及控制內(nèi)核引導(dǎo)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(yīng)用程序的運(yùn)算環(huán)境。（4）user能還會(huì)包括一個(gè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，比如U-boot從最初的只支持PowerPCPowerPCARMMIPSX86等多種體系結(jié)構(gòu)。除了依賴于處理器的體系結(jié)構(gòu)外，Bootloader實(shí)際上也依賴于具體的嵌入式板級(jí)設(shè)備的配置，也就是說，對(duì)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(gòu)建的，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的Bootloader程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，通常也都需要對(duì)Bootloader進(jìn)行移植工作。下面是對(duì)常見Bootloader的簡(jiǎn)介。（1）U-boot這是現(xiàn)在使用最多的bootloadersourceforge上的一個(gè)開源項(xiàng)目。支持ARM，MIPS，PowerPC，x86等處理器，同時(shí)支持linux，VxWorks,NetBSD,QNX等操作系統(tǒng)。（2）PPCBoot這是德國(guó)DENX小組開發(fā)的用于多種嵌入式CPU的Bootloader引導(dǎo)程序。目前支持ARM，MIPS，PowerPC等處理器。（3）RedBootRedhat公司隨ECOSGDB進(jìn)行通信和調(diào)試應(yīng)用程序。（4）ARMBoot這也是sourceforge上的一個(gè)開源項(xiàng)目，設(shè)計(jì)只針對(duì)ARM的處理器結(jié)構(gòu)，所以在ARM內(nèi)核的平臺(tái)上移植比較方便。（5）BlobBlob(BootLoaderObject)是由Jan-DerkBakkerandErikMouw發(fā)布的，是專門為StrongARM構(gòu)架下的LART設(shè)計(jì)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(dòng)時(shí)處于正常的啟動(dòng)加載模式，但是它會(huì)延時(shí)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(nèi)沒有用戶按鍵，則Blob繼續(xù)啟動(dòng)Linux內(nèi)核。（6）Vivi韓國(guó)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(gè)開源項(xiàng)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(jié)構(gòu)u-bootLinuxu-boot源碼就是相應(yīng)的Linux內(nèi)核源程序的簡(jiǎn)化，特別是一些設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。下面是u-boot的目錄結(jié)構(gòu)：*board目標(biāo)板相關(guān)文件，主要包含SDRAM、FLASH驅(qū)動(dòng)；*mon*cpumpc8xxLCD驅(qū)動(dòng)及中斷初始化等文件；*driver通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)，如CFIFLASH驅(qū)動(dòng)(目前對(duì)INTELFLASH支持較好)*docU-Boot的說明文檔；*examples可在U-Boot下運(yùn)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(biāo)板相關(guān)的配置頭文件是移植過程中經(jīng)常要修改的文件；*lib_xxx處理器體系相關(guān)的文件，如lib_ppc,lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件；*net與網(wǎng)絡(luò)功能相關(guān)的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；*post上電自檢文件目錄。尚有待于進(jìn)一步完善；*rtcRTC驅(qū)動(dòng)程序；*tools用于創(chuàng)建U-BootS-RECORD和BIN鏡像文件的工具；5.2內(nèi)核的移植Linux是一個(gè)具有完整功能的UnixUnix各版本的優(yōu)勢(shì)于一身。Linux進(jìn)程間通信等幾個(gè)部分組成。運(yùn)行命令：makemenuconfig，出現(xiàn)如下界面：按照自己板子的具體情況進(jìn)行相關(guān)配置。配置完后運(yùn)行make進(jìn)行編譯，編譯完后生成zImage。5.3根文件系統(tǒng)制作簡(jiǎn)單來說，根文件系統(tǒng)就是一種目錄結(jié)構(gòu)。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(dòng)時(shí)所必須的目錄和關(guān)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(gè)統(tǒng)一的操作界面和應(yīng)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(tái)輸入如下命令：setenvbootargsnoinitrdconsole=ttySAC0,115200init=/linuxrcroot=nfsrwnfsroot=28:S5-driverrootfsip=:28::::eth0:off下面是對(duì)上面代碼的解釋。（1）initrd,noinitrd當(dāng)你沒有使用ramdisknoinitrd這個(gè)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(nèi)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(shè)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(nèi)核的版本有關(guān)，2.4用ttyS，2.6用ttySAC，但實(shí)際情況是官方文檔中也是使用ttyS，所以應(yīng)該是跟內(nèi)核版本沒有關(guān)聯(lián)的。可以查看Documentation/serial-找到相關(guān)描述。（3）initinit指定的是內(nèi)核啟起來后，進(jìn)入系統(tǒng)中運(yùn)行的第一個(gè)腳本，一般init=/linuxrc,或者init=preinit，preinit的內(nèi)容一般是創(chuàng)建console,nullinit注意，很多初學(xué)者以為init=/linuxrc是固定寫法，其實(shí)不然，/linuxrc指的是/目錄下面的linuxrclinurc文件，將會(huì)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(huì)出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。5.4boa服務(wù)器的移植boa服務(wù)器是一個(gè)小巧高效的webunix或linuxCGIhttp放、性能高。boa是一種非常小巧的Web服務(wù)器，其可執(zhí)行代碼只有大約60KB左右。作為一種單任務(wù)Web服務(wù)器，boa只能依次完成用戶的請(qǐng)求，而不會(huì)fork出新的進(jìn)程來處理并發(fā)連接請(qǐng)求。但boa支持CGI，能夠?yàn)镃GI程序fork出一個(gè)進(jìn)程來執(zhí)行。Boa5.1所示：Web服務(wù)器CGI部分驅(qū)動(dòng)程序圖5.1boa服務(wù)器工作原理5.5基于v4l的視頻采集Video4Linux簡(jiǎn)稱V4L[5]主要為系統(tǒng)的外圍視頻設(shè)備（如攝像頭，視頻捕捉卡等）提供與視頻應(yīng)用相關(guān)的接口函數(shù)，它相當(dāng)于在系統(tǒng)中關(guān)于視Linux[6]普通文件一樣對(duì)其進(jìn)行訪問，攝像頭設(shè)備對(duì)應(yīng)的文件是video0，通過V4L提供的API函數(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)視頻設(shè)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(jù)結(jié)構(gòu)。在基于V4Lioctlioctl的函數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的一些參數(shù)進(jìn)行管理，比如對(duì)攝像頭采集的圖像進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置與獲取等。ioctl（）函數(shù)的形式是：intioctl（intfd，inireq，……1個(gè)參數(shù)fd是文件描述符，通過open（）函數(shù)打開設(shè)備時(shí)返回；第2個(gè)參數(shù)req就是用戶對(duì)設(shè)備的控制命令，后面的省略參數(shù)是與控制命令意義相關(guān)的，一般只有1個(gè)參數(shù)。采用內(nèi)存映射方式截取視頻。通過調(diào)用mmap（）函數(shù)把系統(tǒng)中攝像頭對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件映射到內(nèi)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(hào)。1幀視頻信號(hào)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(jù)采集完成，若調(diào)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(jù)量是巨大的，如果不經(jīng)過壓縮，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)上的傳輸是相當(dāng)困難的，為了系統(tǒng)可靠地運(yùn)行，本設(shè)計(jì)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(yīng)ARM9嵌入式平臺(tái)。[9]I-VOP和P-VOPB-VOP編碼。下載XVID源代碼到Linux虛擬機(jī)下，并在代碼級(jí)和編譯級(jí)兩方面優(yōu)化XVIDconfigue下將目標(biāo)平臺(tái)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(jìn)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(gè)靜態(tài)庫(kù)，然后編譯編碼應(yīng)用程序并和靜態(tài)庫(kù)鏈接，生成可執(zhí)行程序，通過串口下到ARM板上運(yùn)XVID編碼器在已植入嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM上測(cè)試，結(jié)果表明，如果采集圖像背景單一，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)緩和的情況下，則壓縮比會(huì)比較高；反之若圖像背景變換頻繁，壓縮比就相對(duì)較低。通過對(duì)編碼前、后再解碼得到的圖像進(jìn)行比較，畫面無較大失真現(xiàn)象，圖像質(zhì)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(dá)到15幀/s30要求。如圖5.2是攝像頭進(jìn)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(wǎng)絡(luò)傳到瀏覽器上，然后顯示到網(wǎng)頁(yè)上。第6章總結(jié)和展望6.1總結(jié)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，不僅推動(dòng)了社會(huì)信息化，也改變了人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞣绞?。智能家居正是這種科技背景下人們對(duì)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(duì)國(guó)外智能家居產(chǎn)品舉例說明，其次通過對(duì)目前國(guó)內(nèi)智能家居系統(tǒng)幾種常用的技術(shù)方案的分析，確定了本課題設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)的研究重點(diǎn)，再次對(duì)整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和硬軟件進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后研究并實(shí)現(xiàn)了智能家居的視頻監(jiān)控模塊，本文主要研究設(shè)計(jì)了系統(tǒng)客戶端硬件平臺(tái)，包括芯片的選型和電路原理圖的設(shè)計(jì)，搭建了嵌入式軟件平臺(tái)。本文還描述了利用mjpg-streamer采集視頻圖像的整個(gè)流程，并實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控過程。6.2展望與不足本文的嵌入式web服務(wù)器的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在寬帶網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，由于時(shí)間以及本人的能力有限，整個(gè)系統(tǒng)存在很多問題，還需進(jìn)一步的調(diào)試和完善，主要有以下幾點(diǎn)：（1）視頻采集部分可以實(shí)現(xiàn)多路圖像采集，本文中CMOS攝像頭設(shè)備名稱為camera，多路采集可以建立多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)。（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(shí)別靜態(tài)下運(yùn)動(dòng)物體的合法性，若非法則報(bào)警。報(bào)警方式可以傳送短信也可以發(fā)送彩信等形式。（3）HTML庫(kù)系統(tǒng)部分管理功能簡(jiǎn)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(jī)端的圖形界面，是本系統(tǒng)用于移動(dòng)監(jiān)控時(shí)更易于訪問。致謝在即將結(jié)束大學(xué)生活之際，我向所有曾經(jīng)幫助我的人們表達(dá)誠(chéng)摯的謝意?；仡欉@段學(xué)習(xí)生活，不光是學(xué)識(shí)上有所長(zhǎng)進(jìn)，為人處事也成了成長(zhǎng)的必修課程。成長(zhǎng)的過程中每一步都傾注了親人、師長(zhǎng)和朋友們的關(guān)心和幫助。首先，衷心地感謝我的導(dǎo)師王雪琴老師。在課題研究上，王老師都給予了悉心地指導(dǎo)。而且在論文的寫作期間對(duì)我做出了巨大的幫助。正是在王老師的指導(dǎo)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(xué)在平時(shí)學(xué)習(xí)和論文撰寫期間給予的幫助，正是有了他們的關(guān)心、支持和幫助，我才能在學(xué)校期間順利完成了學(xué)業(yè)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)。感謝我的父母和家人，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)、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(duì)你們表示深切的謝意。希望可以以本文向你們匯報(bào)，以感謝你們對(duì)我的關(guān)懷與幫助，感謝一直以來對(duì)我的支持與鼓勵(lì)。你們永遠(yuǎn)是我的精神支柱和繼續(xù)前進(jìn)的動(dòng)力。參考文獻(xiàn)[1].AlessandroJonathan.ZigBee-basedSmartHomeSystemDesign.InformsJ.Comp.2000.[2].DimitarUaltchev,IvailoGatewayArchitectureforaSmartHome.IEEECommunicationsLetters.2002[3].王晨營(yíng).基于ARM9的嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)出版設(shè)，2009.[4]..基于DM9000的嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2007.[5]..基于ARM11的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].北京：航天航空大學(xué)出版設(shè)，2013.[6].孫天澤，袁文菊．嵌入式設(shè)計(jì)及Linux驅(qū)動(dòng)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(shù)詳解［M2008．[8].馬小虎，張明敏，嚴(yán)華明．多媒體數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)［M清華大學(xué)出版社，1996.[9].路錦正，周冬梅．VisualC++音頻/視頻處理技術(shù)及工程實(shí)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(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)例精解[M].北京：電子工業(yè)出版設(shè)，2007.附件一TQ2440開發(fā)板網(wǎng)卡原理圖攝像頭接口網(wǎng)頁(yè)部分代碼<!DOCTYPEPUBLIC"-//DTDXHTML1.0Transitional//EN""x1x1-"><xmlns="x"><head><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/;charset=utf-8"/><title>實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(qiáng)的綜合系統(tǒng)。視頻監(jiān)控以其直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合。近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展特別是網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的迅速提高以及各種實(shí)用視頻信息處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控技術(shù)也有長(zhǎng)足的發(fā)展，視頻監(jiān)控進(jìn)入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，日益受到人們的重視和關(guān)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(jié)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(jù)技術(shù)的發(fā)展又分為三個(gè)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(wǎng)絡(luò)階段。1控制加PC機(jī)的多媒體管理和基于PC機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)矩陣主機(jī)的切換控制及對(duì)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(shí)際上就是許多模擬監(jiān)控設(shè)備的組合，系統(tǒng)主要由“前端設(shè)備”和“終端控制設(shè)備”以及“信號(hào)傳輸介質(zhì)”三個(gè)部分組成，其中：前端設(shè)備主要有攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器等，控制設(shè)備主要有切換矩陣、畫面分割器、監(jiān)視器、控制鍵盤、錄像機(jī)等。傳輸介質(zhì)包括電纜、控制線等。隨著微處理器、微機(jī)的功能、性能的增強(qiáng)和提高，多媒體技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)在功能、性能、可靠性、結(jié)構(gòu)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(gòu)成更加方便靈活、與其它技術(shù)系統(tǒng)的接口趨于規(guī)范，人機(jī)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(hào)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網(wǎng)絡(luò)，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(diǎn)有：通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控，模擬視頻信號(hào)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(hào)的距離不大于1Km合于單個(gè)大樓、小的居民區(qū)以及其它小范圍的場(chǎng)所。系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差對(duì)于已經(jīng)建好的系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點(diǎn)，往往是牽一發(fā)而動(dòng)全身，新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中。無法形成有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng)，由于各部分獨(dú)立運(yùn)作，相互之間的控制協(xié)議很難互通，聯(lián)動(dòng)只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行。2技術(shù)的發(fā)展、數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起，現(xiàn)今市場(chǎng)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(shè)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(wù)器為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。PC機(jī)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(jī)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(jī)的多媒體監(jiān)控主機(jī)綜合了視頻矩陣、圖像分割器、錄像機(jī)等的眾多功能，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。由于采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)字多媒體遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)器，可以節(jié)省大量的磁帶介質(zhì)，同時(shí)有利于系統(tǒng)實(shí)PCPC/工控PC機(jī)+視頻采集卡+普通/較可靠的操作平臺(tái)+應(yīng)用軟件。從系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)來分析：PC機(jī)用于24小時(shí)不間斷工作時(shí)，其性能是不很穩(wěn)定的，工控PC機(jī)相對(duì)兼容PC機(jī)的穩(wěn)定性Windows98Win98果同時(shí)應(yīng)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(jī)等問題，而基于PC機(jī)的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)其軟件的實(shí)現(xiàn)是在Windows95NT、Unix、Linux等通用操作系統(tǒng)上，同時(shí)系統(tǒng)文件、應(yīng)用軟件和圖像文件都存儲(chǔ)在硬盤上，視頻處理必須高密度輸入大量數(shù)據(jù)，同時(shí)硬盤要進(jìn)行多工工作，普通的硬盤邏輯（如Windows的FAT32）已無法適應(yīng)，以致極易產(chǎn)生系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，造成死機(jī)現(xiàn)象。應(yīng)用軟件：采用簡(jiǎn)易應(yīng)用軟件的系統(tǒng)是不能夠用于安防領(lǐng)域的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件能力上應(yīng)支持多任務(wù)并發(fā)處理，如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報(bào)警、控制、遠(yuǎn)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(huì)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(huì)有較大的影響。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，亦即為監(jiān)控系統(tǒng)量體裁衣的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的"器件"。嵌入式操作系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)的，支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)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(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依靠性、軟件固態(tài)化及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：系統(tǒng)為專用系統(tǒng)，ROM/FLASHMEMORY用速度快，不會(huì)被改變，穩(wěn)定性好。系統(tǒng)處理實(shí)時(shí)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(jù)。在網(wǎng)絡(luò)功能、音視頻同步等方面也難令人滿意。嵌入式視頻Web服務(wù)器方式，視頻服務(wù)器內(nèi)置一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像機(jī)送來的視頻信號(hào)數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內(nèi)部總線送到內(nèi)置的Web服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的攝像機(jī)圖像，授權(quán)用戶還可以控制攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行操作。由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，可以直接連入局域網(wǎng)，達(dá)到即插即看，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝方便（僅需設(shè)置一個(gè)IP入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較有如下特點(diǎn)：布控區(qū)域廣闊嵌入式視頻Web服務(wù)器監(jiān)控系統(tǒng)的Web服務(wù)器直接連入網(wǎng)絡(luò)，沒有線纜長(zhǎng)度和信號(hào)衰減的限制，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)是沒有距離概念的，徹底拋棄了地域的概念，擴(kuò)展布控區(qū)域。系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴(kuò)展能力所有設(shè)備都以IP地址進(jìn)行標(biāo)識(shí)，增加設(shè)備只是意味著IP地址的擴(kuò)充。可組成非常復(fù)雜的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用基于嵌入式Web服務(wù)器為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PCWeb服務(wù)器輸出已完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換并壓縮，采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠(yuǎn)程視頻傳輸。性能穩(wěn)定可靠，無需專人管理嵌入式Web服務(wù)器實(shí)際上基于嵌入式電腦技術(shù)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi)，直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，即插即看，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(dāng)監(jiān)控中心需要同時(shí)觀看較多個(gè)攝像機(jī)圖像時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬就會(huì)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(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認(rèn)的發(fā)展方向，而數(shù)字化是網(wǎng)絡(luò)化的前提，網(wǎng)絡(luò)化又是系統(tǒng)集成化的基礎(chǔ)，所以，視頻監(jiān)控發(fā)展的最大兩個(gè)特點(diǎn)就是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。2、數(shù)字化數(shù)字化是21世紀(jì)的特征，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然，數(shù)字化是邁向成長(zhǎng)的通行證，隨著時(shí)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(yīng)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(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài)，這將徹底打破"經(jīng)典閉路電視系統(tǒng)是以攝像機(jī)成像技術(shù)為中心"的結(jié)構(gòu)，根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)從信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)無縫連接，并在統(tǒng)一的操作平臺(tái)上實(shí)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(jí)的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強(qiáng)、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機(jī)界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡(jiǎn)單化，系統(tǒng)運(yùn)行互為熱備份，容錯(cuò)可靠等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享以及任務(wù)和負(fù)載的共享，這也是系統(tǒng)集成的一個(gè)重要概念。從以上可以看出，視頻技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了模擬視頻、PC視頻、網(wǎng)絡(luò)視頻三個(gè)階段，并以網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)為依托和傳輸平臺(tái)。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.