基于ARM和linux的无线视频监控系统设计与实现

江艳飞　权太伟 王磊

摘 要：介绍了一种基于ARM和linux的无线视频监控系统的设计与实现。该系统由监控前端、监控终端和网络传输三部分组成。监控前端用摄像头进行视频数据的采集，进行处理后，通过网络传输到监控终端，由监控终端进行视频数据的解码和存储显示，实现了视频的无线远程监控。

关键词：视频监控 ARM Linux

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0160-02

1 系统总体结构设计

该系统由监控前端（客户端），监控终端（服务器端）和网络传输三部分组成。监控前端用摄像头进行视频数据的采集，进行处理后，通过网络传输到监控终端，由监控终端的应用程序进行视频数据的解码和存储显示，实现远程视频监控的作用。该系统核心硬件选用Samsung公司的S3C2410处理器和中星微zc301摄像头，系统整体框图见图1。客户端界面制作选择QT，嵌入式操作系统选择Linux。

2 嵌入式linux系统构建

该系统在S3C2410处理器的硬件系统上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序的开发平台。嵌入式Linux系统的构建过程主要是建立嵌入式交叉编译环境，首先安装虚拟机软件定做虚拟机，在虚拟机上安装Linux 操作系统，安装交叉编译工具，内核编译移植，建立NFS网络文件服务器，USB设备驱动加载，完成USB设备驱动的修改及移植。

3 软件设计

（1）服务器端软件设计。

服务器端视频采集软件设计，要完成基于V4L的USB摄像头的视频数据采集，首先需要使系统支持视频设备，即驱动的加载 ，然后需要获得相关的视频设备的属性信息和图像信息，并对采集窗口、颜色模式、帧状态初始化，最后才能进行视频图像的采集。基于V4L的视频数据采集的流程为：打开视频设备；读取设备信息；更改设备当前设置；进行视频采集；对采集的视频进行处理；关闭视频设备。视频采集流程图如图2所示。

（2）客户端软件设计。

客户端是将服务器端采集的视频信息进行显示。通过QT 设计器，将所要用到的菜单、窗口进行设计实现。主函数中，要先调用登录的界面进行验证，成功后调用主窗口

QApplication a（argc， argv）；

Widget w；

logwind e；

if（e.exec（）==QDialog：：Accepted）{

w.show（）；

return a.exec（）；}

return 0；

（3）客户端与服务端SOCKET通信。

socket通常也称作“套接字”，应用程序通常通过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求。套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听（listen），客户端请求（connect），连接确认（connect返回值）。服务器，使用Server_Socket监听指定的端口，等待客户连接请求，客户连接后，会话产生；在完成会话后，关闭连接。客户端，使用Socket对网络上某一个服务器的某一个端口发出连接请求，一旦连接成功，打开会话。如图3所示，socket通信模型。

服务端一直监听等待客户端来连接，一旦有客户端connect（）过来，服务端执行accept（）建立连接后，就创建了发送图像数据到客户端的线程。客户端建立连接后，客户端会先将设置图像的信息发给服务端，首先读取客户端对图像的设置，把设置信息存放在message结构体里，然后是根据message里的信息对采集图像的显示属性（如亮度bright，对比度contrast等）进行设置，具体操作是通过ioctl（）调用底层驱动来完成对摄像头抓拍图像的显示设置，设置完采集图像显示属性后，就开始执行发送这一帧图像给客户端的操作：先将让headerframe指向帧信息头，然后发送headerframe指向的信息头给客户端，再发送剩下的图像数据。这样就把完整的一帧图像发送给客户端，只要没有收到客户端退出的信号，以上的发送过程会循环执行，当收到客户端退出的信息后，它就退出循环，执行close_sock（sock）关闭套接字，终止线程。服务器发送图像线程终止后，只要服务进程没有退出则继续阻塞等待客户端的连接，重复上面的过程。

4 结语

该文给出了一种基于嵌入式ARM技术的无线视频监控系统的解决方案。解决现有监控系统的弊端，实现多客户端同时监控，通过网络传输，可以利用先有的网络进行资源共享，不受地域的限制，也可以用于普通家庭的安全监控系统。

参考文献

[1] 孙江波.基于嵌入式Linux的视频监控系统设计[J].武汉工业学院学报，2006（3）：31-36.

[2] 徐赫.基于ARM嵌入式视频采集的研究[D].武汉理工大学，2007.

[3] 方芳.基于ARM的嵌入式视频监控系统的研究[D].北京邮电大学，2008.