1、 毕业设计文献综述 电子信息工程 嵌入式远程网箱视频信号采集 前 言 设计的在完成前必须完成各项准备工作，必须了解课题的相关信息。嵌入式远程网箱视频信号采集系统需要收集的相关信息包括硬件和软件的各种设计方案和可鉴戒的技术。硬件的设计主要考虑 ARM 芯片和外围设备的选择，无线网络设备的选择。软件的设计主要要解决图片的采集和压缩的过程，图片打包传输方式。通过上网了解和图书馆等途径去了解相关资料。 我们在网上浏览了数 种方法 ，下载了 多 篇有关教学模式的文章，研读了 十 余篇。概括起来， 基于嵌入式远程视频信号采集的方法的 重点有以下几个 : 主 题 1、 ARM 处理器和硬件的选择 处理器一般
2、使用三星公司的 S3C2440 微处理器为系统的核心， S3C2440 处理器是 三星公司 在 ARM 公司的 ARM920T 处理器核 的基础上 ，采用 更先进的 制造工艺 制造 的 32位控制器。 该处理器具有 高性能 、 低成本、体积小 和 低功耗 的特点，支持 Thumb 和 arm双指令集，能够很好的兼容多位器件；执行效率很高，寻找地址方式灵活简单；使用大量的寄存器，执行指令速度快；指令长度固定 。 S3C2410 处理器最高可运行 频率可到 200MHZ左右，同时在外围设备的配合使用下性能得到 加强。 YLE2449W 开放系统做为外围设备采用 S3C2440 作为 CPU，拥有
3、64MB的 SDRAM 和 2MB 的 NOR FLASH， 64MB 的 NAND FLASH。支持音频、视频输入和摄像头， 100M 网口，触摸屏 LCD 显示器。 WLAN 模块支持 USB 接口，支持GPS 模块接口，支持 SD/MMC 卡接口、 IDE 接口、 IIC、 ADC、 JTAG、 RTC。八个按键，四个 LED灯和蜂鸣器。在功能上完全满足设计要求 在性能和价格上符合实际使用的要求，也可以使用 S3C2440。核心处理器的主要完成运算的功能，其他功能由外围设别完成。同 时整个系统采用的开放源码的 LINUX 系统作为软件运行的平台，节约了大量成本。利用 TCP/IP 协议实
4、现网络传输，使视频的传输可以充分利用广泛使用的局域网、广域网和 Internet 网。 18 2、通过嵌入 Linux 系统采集 USB 摄像头视频数据 嵌入式视频采集端硬件总体结主要由微处理器芯片、视频采集压缩编码芯片、 FLASH 芯片和 SDRAM 内存以及无线信号传输模块组成。其中微处理器芯片采用的是 SAMSUNG 的 16/32 位 RISC 处理器 S3C2410A。为了降低嵌入式视频采集端的成本，本方案没 有采用高端的压缩芯片 ,而是采用了最简单的 MJPEG 压缩，故选用了 ZC0301 作为视频压缩编码芯片，图像传感器 MI360 采集的 RGB 原始图像数据经 ZC030
5、1 芯片压缩编码后输出的是 JPEG 格式的二进制位流 ，可以简化应用软件的设计，因此本设计可采用 ZC0301P 芯片的 130 万像素的 USB 摄像头。 开放源代码的 Linux 系统，作为嵌入式操作系统的很优先选择，目前相当多微型处理器上都安装了 Linux 简化版操作系统。设计目标系统将 Linux 操作系统简化版移植到 S3C2440上，并对操作系统软件包中 自带的 USB 摄像头驱动程序加以修改和整理，成为专门针对以ZC0301P 芯片为核心的 USB 摄像头的驱动程序。 3、远程无线传输的实现 在远离陆地的海洋网箱养殖厂无法进行有线的视频数据信号传输，我们现在有两种可选方案以建
6、立远程信号传输系统 第一种是无线 WIFI 技术实现远程视频信号传输。无线 WIFI 建立的硬件需要两个无线AP（ Access Point） 即 无线接入点 ，它 实际上是 用 于 无线网络 数据传输 的无线交换机， 同时 也是无线网络 传输技术 的核心。无线 AP 是移动 网络接入 用户进入 互联 网络的接入点， 在宽带家庭、大楼内部 和 园区内部 各个区域广泛运用 ， 一般信号 覆盖 距离在 几十米至上百米 左右 ，目前主要技术为 802.11 系列。大多数无线 AP 还带有接入点客户端模式（ AP client），可以和其它 AP 进行无线连接，延展网络的覆盖范围 各养殖单元直接与主控
7、系统通信，主控系统通过中 功率 AP 将有线 Internet 转换成无线网络与各养殖单元之间的进行通信联络。 WiFi 技术原于短距离的无线通信（ 300m 左右 ） ，但随着该技术的不断发展，现在室外中功率 AP 的作用距离已可达数十 Km，完全能满足海水养殖现场的测控需要（一般像深水网箱离岸也不会超过数 Km） 。且中功率的 AP 设备和无线网卡也较廉价，我们认为它是适合于海水养殖现场测控通信的一种最佳方案，它的主要优点有： 通信速率高（可达 54Mbps） ，可以快速进行多路的视频通信，尤其适用于那些需要对多路现场实时视频图像监控的场合；组网简单易行；自组通信网 络，不必支付通信费用；
8、更适合于在海水养殖现场处于移动通信的盲区中使用；通信系统的硬件成本低。使用 WIFI 技术需要一个总的控制台，放置在路地，在陆地上设置一个无线 AP,在远洋渔场放置另一个无线 AP。在每个视频采集端安装无线网卡与远洋端的无线 AP 连接以完成整个信号传输。 除了 WIFI 技术以外还可以使用 GSM 技术实现无线信号的传输。 GSM 是一种通信技术的标准，全全称为 全球移动通信系统，英文名为 Global System of Mobile communication。它采用的技术已经在我国得到广泛利用，全球超过 200 个国家和地区超过 10 亿人正在使用GSM 网络服务。使用 GSM 技术不
9、需要自己建立信号中继站，只需要开通 GSM 网络服务就能进行信号传输。 GSM 传输需要 GSM 卡已经 GSM 模块发送信号，简单的说 GSM 模块加上键盘和显示屏就是一部手机，但是我们不需要视频和键盘，只需要模块完成信号传输。 GSM 模块内有射频芯片和基带处理芯片以及其他存储等功能部件。 GSM 模块同样需要建立独立的操作系统，我们只需要向 GSM 模块发送 SMS 短信， GSM 模块就能根据制定好的程序完成各种操作。GSM 技术有诸多的便利，但是在远离陆地的海洋上不一定都 有服务商的信号中继站，所以综合各方面的性能，我们一般采用 WIFI 技术。 4、嵌入式操作系统以及软件设计 Li
10、nux 做为嵌入式之所以为很多系统做为首选操作系统有多方面的原因。首先， Linux系统是开放源代码的，没有黑箱，全球遍布的程序爱好者不断自行进行开发应用于 Linux 系统的各种软件，拥有强大的技术支持。其次，嵌入式 Linux 系统整个内核非常小很方便一只，运算速度快。最后， Linux 是免费的，不许要付钱。 Linux 操作系统 可以支持二三十种 CPU，可能根据不同的功能和不同的 CPU 可以对 Linux 系统进行裁剪， 这样系统的容量可以自由变动以节约存储空间。 Linux 是真正的多任务多用户操作系统， Linux 真正充分利用了 X86CPU 的任务切换机制，实现了真正的多任
11、务、多用户环境，允许多个用户同时执行不同的程序，并且可以随时改变各个任务的优先等级。 Linux 系统有良好的用户界面，同时提供系统调用界面。 Linux 的传统用户界面是基于命令而行的界面， Shell 有强大的程序设计能力，用户可以用它编程，根据自己的需要编写需要的程序。 Linux 另个一个良好的用户界面使用鼠标、菜单、窗口和滚动条组成的操作简单，直观的图形用户界面 。 5、服务端和客户端程序实现 我们选择普通的微型计算机做为客户端远程控制台。需要一个 WEB 访问查看视频的界面，只需要编写一个简单的 HTML 文档 index.html，这个文档只需要几句简单的代码就能实现视频显示的功
12、能。需要完成 BOA 服务器的移植才能实现， Boa 是一个单任务的 HTTP 服务器， 与原来的的 Web 服务器有些不同，它不会给每一访问连接单独的开启一个进程，处理多路 HTTP 连接请求的方式是建立 HTTP 请求列表。 Boa 对所有活动的 HTTP 连接在内部进行处理，而只为每个 CGI 程序启动新 的进程，因此 Boa 在同等硬件条件下节省了系统资源，显示出了更快的速度，这对嵌入式系统来说至关重要。同时它还具有自动解压文件、自动创建目录等功能，在嵌入式系统中具有很高的应用价值。 有 ActiveX 插件才能实现视频的现实，要想使用 ActiveX 插件，须对它进行包装，将有关的文
13、件压缩到一个扩展名为 CAB 的文件， CAB 是一种压缩格式，效率高。通过下载运行该软件就能实现视频的现实了。 小 结 经过全方位的理解各种相关的资料，无论是硬件的选择还是软件的设计，对各种方案进行比较和选择，了解了各种方案的优缺点 。整个过程花费了相当多的时间去收集资料和对比方案，但是最终的结果还是比较令人满意的，我们找到有效的资料。 【参考文献】 1王冬华 ,吴壮志 . 边海防视频监控系统的设计与实现 J 计算机技术与发展 , 2008 ,18(5) :208 - 211. 2操龙敏 ,蒋建国 ,齐美彬 . RTP 协议在嵌入式网络摄像机中的设计及实现计算机技术与发展 M, 2008 ,
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