基于ARM的智能家居监控系统项目计划书.doc
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1、基于ARM的智能家居监控系统项目计划书团队:S.T小组成员: 1. 引言.12. 项目概述.12.1 项目功能12.2 项目开发流程23. 硬件环境搭建.23.1 硬件基础23.2 BootLorder移植.23.3 USB摄像头驱动移植并重新编译内核33.4内核移植、测试.44. 项目分解.5 4.1 视频采集.5 4.2 图像分析并标记.7 4.3 图像编码压缩.7 4.4 视频图像传输.8 4.5 图像解码解压缩.9 4.6 图像显示及存储10 4.7 人脸识别模块10 4.8 报警模块12 4.9 各模块整合及调试优化125. 项目分工126. 进度安排131. 引言随着人民生活水平的
2、不断提高,安防意识不断增强,视频监控得到了广泛使用。对于某些敏感场合,如银行、商店、停车场、居民小区、军事基地等,出于管理和安全的需要,人们必须知道该区域内发生的事件,于是采用某种特定方法来监视该场景,并且及时地对发生的异常事件做出适当的反应,这就是所谓的监控。随着社会信息化程度的不断提高,社会各行各业对视频监控系统的要求也越来越高。目前,视频监控正朝着数字化、网络化、智能化、一体化的方向发展。在国民越来越重视生存环境安全和舒适的今天,高性能智能视频监控系统的研究。与实现将具有不可忽视的应用前景和商业价值。2.项目概述2.1 项目功能 a.视频图像采集 b.视频传输 c.视频图像显示 d.历史
3、数据查询 e.人脸识别 f.发现危险情况自动报警 2.2 项目开发流程 3.硬件环境搭建 3.1 硬件基础 开发板采用三星S3C2440 (ARM920T core with MMC,最高频可达 532 MHz)作为处理器,64 MB的SDRAM,256MB的Nand Flash以及 2 MB的 NOR Flash。配备一个采用 DM9000网卡的 100M以太网 RJ-45口,同时包括一个主USB接口。3.2 BootLorder移植 Bootloader是与系统硬件环境高度相关的初始化软件,它担负着初始化硬件和引导操作系统的双重责任。一些ARM平台可以共用同一种Bootloader,但是总
4、的说来,每一个特定系统的Bootloader都会有所不同。Bootloader广泛用于有操作系统的手持终端设备、智能家电及机顶盒等嵌入式设备上,它负责完成硬件初始化、操作系统引导和系统配制等。Bootloader移植是在特定硬件平台上操作系统移植至关重要的一步。可以通过串口线将BootLorder移植到板子上。3.3 USB摄像头驱动移植并重新编译内核视频设备驱动层是上层应用和USB子系统之间的中间层,不同的USB设备在软件上的差异主要体现在该层。该层主要要完成两个方面的工作,实现相应的接口函数供上层应用调用、实现相应的接口函数供USB子系统回调在本视频设备驱动函数中,供上层应用调用的接口函数
5、包括了open函数read函数、close函数和ioctl函数,供USB子系统回调的函数为probe函数和isoc_irq函数。其实现的接口函数同上层应用和USB子系统的调用关系如下图所示USB驱动的实现原理如下图所示USB驱动的移植过程如下所述:首先下载相应的USB补丁文件,将补丁文件放到相应的目录下,然后修改drivers/usb/Makefile文件,再修改drevers/usb/media/Kconfig文件,接着配置内核make menuconfig,配置完毕后编译内核及模块,再拷贝模块文件至开发板目录下,然后将USB摄像头插入开发板(必须先插入摄像头才能插入模块文件),重启开发板,
6、插入模块文件(使用Insmode命令),Insmode usbcore.ko,Insmode ohci-hcd.ko,Insmode v4l1-compat.ko,Insmode v4l2-common.ko,Insmode videodev.ko,Insmode spac5xx.ko,插入以上模块后建立设备文件,当开发板启动时自动加载模块。3.4 内核移植、测试 通过串口线将编译好的内核从PC机上移植到开发板,测试USB接口及摄像头是否正常工作。4项目分解 4.1视频采集 利用Linux自带的V4L接口进行视频图像的采集。Video4linux(简称V4L),是linux中关于视频设备的内核
7、驱动,现在已有Video4linux2,还未加入linux内核,使用需自己下载补丁。在Linux中,视频设备是设备文件,可以像访问普通文件一样对其进行读写,摄像头在/dev/video0下。 Video4linux下视频编程的流程(1)打开视频设备:(2)读取设备信息(3)更改设备当前设置(没必要的话可以不做)(4)进行视频采集,两种方法: a.内存映射 b.直接从设备读取 (5)对采集的视频进行处理(6)关闭视频设备。为程序定义的数据结构typedef struct v4l_struct int fd; struct video_capability capability; struct v
8、ideo_channel channel4; struct video_picture picture; struct video_window window; struct video_capture capture; struct video_buffer buffer; struct video_mmap mmap; struct video_mbuf mbuf; unsigned char *map; int frame; int framestat2;vd;视频采集流程4.2 图像分析并标记读取摄像头视频缓冲区中的数据,对采集到的数据进行运动分析。在进行运动分析之后,对于所传输的图像
9、进行标记,凸显运动物体和入侵物体。最后对经过标记的图像进行编码、传输。4.3 图像编码压缩H.264,同时也是MPEG-4第十部分,是由ITU-T 视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC 动态图像专家组(MPEG)联合组成的视频组(JVT,JointVideo Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准。与其他的视频压缩编码相比,它有以下优点:(1)低码流(Low Bit Rate)。与MPEG2 和MPEG4 ASP 等压缩技术相比,在同等图像质量下,采用H.264 技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8,MPEG4 的1/3。显然,H.264 压缩技术的采用将大大节省用户的下载时间
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