龐春輝

摘要：近年來(lái)，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)取得了又一個(gè)重要的重要的突破，嵌入式的視頻傳輸與監(jiān)控逐漸的成為了一種社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，本文我們的研究重點(diǎn)就是關(guān)于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用嵌入式技術(shù)的相關(guān)研究，了解基于嵌入式技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，掌握其運(yùn)行的原理與設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)；嵌入式技術(shù)；設(shè)計(jì)研究

目前市面上的嵌入式技術(shù)設(shè)備普遍都具有著實(shí)時(shí)性強(qiáng)、資源占用空間小、功能強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，這為嵌入式設(shè)備受到越來(lái)越多的人的關(guān)注提供了前提，但是現(xiàn)在已有的嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般都是基于局域網(wǎng)環(huán)境之下的，這使得監(jiān)控系統(tǒng)在很大的程度上受到地域范圍的限制，而基于第三代移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作成本又比較的高，因此基于嵌入式技術(shù)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展逐漸的成為了人們的主要推崇方式。

一、嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

目前使用較多的嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多是基于s3c2440開(kāi)發(fā)板的嵌入式Linux平臺(tái)，通過(guò)USB接口的攝像頭捕捉圖像，然后將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)介_(kāi)發(fā)板之上，開(kāi)發(fā)板再通過(guò)采集和處理等模式對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后就通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮斩薖C上，接收端的PC通過(guò)運(yùn)行相關(guān)的軟件實(shí)現(xiàn)視頻解碼最終將圖像顯示到電腦之上。這一系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)是如圖1所示，總的結(jié)構(gòu)又分之為硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩個(gè)部分。

（一）系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

一般在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中其硬件平臺(tái)選用的大多是utu2440-F版式的開(kāi)發(fā)板，這種開(kāi)發(fā)板主要是由核心板和底板兩個(gè)部分組成，其中核心板上集成了64mb的nand flash和64mb的sdram系統(tǒng)，而底板上主要有網(wǎng)卡、usb借口及串口等外接的接口和芯片，而其中央處理器cpu采用的是三星餓s3c2440a型號(hào)的微處理器，這種處理器具有著總體體積小、性能高、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，因此在硬件系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

這些硬件系統(tǒng)的功能分工主要表現(xiàn)為以下：nand flash是保存操作系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的平臺(tái)；串口是用于和宿主機(jī)進(jìn)行通信，進(jìn)行輸入調(diào)試命令及運(yùn)行命令的平臺(tái)；網(wǎng)卡主要是用于連接外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸?shù)钠脚_(tái)；usb接口攝像頭用于對(duì)視頻進(jìn)行采集；lcd顯示屏是用于接收客戶端視頻圖像的工具。

（二）系統(tǒng)的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

嵌入式的系統(tǒng)一般具有著資源有限、不易調(diào)試的問(wèn)題，這就需要我們采用交叉編譯調(diào)試的方法進(jìn)行編譯這是嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行在軟件方面的前提條件，這種交叉編譯調(diào)試過(guò)程一般是發(fā)生在宿主機(jī)之上的，與其相對(duì)應(yīng)的嵌入式開(kāi)發(fā)板叫做目標(biāo)板，當(dāng)在開(kāi)發(fā)的時(shí)候，我們要先在宿主機(jī)上編寫(xiě)好相應(yīng)的程序并安裝交叉編譯程序，然后將寫(xiě)成的代碼通過(guò)交叉編譯器來(lái)進(jìn)行編譯，以生成可執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，然后就可以在目標(biāo)板上進(jìn)行運(yùn)行了。

二、嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展嵌入式技術(shù)開(kāi)始被廣泛的應(yīng)用到現(xiàn)代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)之上，大大的提高了視頻監(jiān)控的強(qiáng)度和效度，促進(jìn)了我國(guó)視頻監(jiān)控設(shè)備的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。為了能夠突破現(xiàn)在地域范圍的限制，實(shí)現(xiàn)實(shí)效的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，我們還需要對(duì)嵌入式技術(shù)不斷的進(jìn)行革新發(fā)展，掌握其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，從而有效的促進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展?？偟膩?lái)說(shuō)，在遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中嵌入式技術(shù)的關(guān)鍵主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）NAT技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)

NAT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)局域網(wǎng)把主機(jī)上的地址映射為網(wǎng)絡(luò)上的有效IP地址，從而有效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址的復(fù)用。通過(guò)使用NAT技術(shù)不僅能夠很好的隱藏內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)地址信息，使外界不能夠隨意的訪問(wèn)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而有效的保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性能，而且還能夠很好的減少I(mǎi)pv4地址的需求量。這些限制條件在一定的程度上保護(hù)了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全，但同時(shí)也帶來(lái)一些不便，導(dǎo)致外部的網(wǎng)絡(luò)不能夠穿過(guò)NAT主動(dòng)的與內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，從而影響了信息的傳輸與共享，現(xiàn)在我們要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)控就必須要突破NAT技術(shù)的保護(hù)，利用STUN協(xié)議實(shí)現(xiàn)NAT的穿越，從而有效的加強(qiáng)信息的傳輸與共享。

（二）MJPEG編解碼技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)

MJPEG編解碼又被稱之為運(yùn)動(dòng)靜止圖像壓縮技術(shù)，它的主要作用是用于視頻傳輸和對(duì)圖像的處理，其基本的原理是基于靜態(tài)的圖像壓縮技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的動(dòng)態(tài)圖像壓縮技術(shù)，這種方式可以單獨(dú)的完整的壓縮每一幀圖像，而且其主要的特點(diǎn)是在壓縮的過(guò)程中基本上可以不用考慮視頻流中不同幀圖像之間的變化，只要對(duì)單獨(dú)的一幀進(jìn)行壓縮就可以，這造成大量的冗余信息被反復(fù)的存儲(chǔ)，導(dǎo)致空間占用過(guò)大，壓縮效率不高。因此為了能夠有效的提高M(jìn)JPEG編解碼技術(shù)的功能，我們就必須要根據(jù)實(shí)際的需求開(kāi)發(fā)出適合自己需要的MJPEG編解碼視頻壓縮方案。

（三）SDL顯示技術(shù)的應(yīng)用

跨平臺(tái)多媒體技術(shù)就是SDL顯示技術(shù)，它主要是由C語(yǔ)言所編寫(xiě)的，可以同時(shí)的支持多種操作系統(tǒng)，為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)及代碼移植提供了很多的便利。SDL的程序代碼主要是由4個(gè)部分組成的，分別是初始階段、程序運(yùn)行階段、時(shí)間等待與處理階段及資源的釋放階段這四個(gè)部分，在這個(gè)SDL顯示平臺(tái)上使用者不需要知道操作系統(tǒng)間的具體差別，只要調(diào)解SDL提供的API函數(shù)就可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)音視頻的操作。

三、嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展嵌入式技術(shù)開(kāi)始被廣泛的應(yīng)用到現(xiàn)代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)之上，逐漸的突破了地域范圍的界限，使視頻監(jiān)控的遠(yuǎn)程傳輸成為了可能，大大的提高了視頻監(jiān)控的強(qiáng)度和效度，促進(jìn)了我國(guó)視頻監(jiān)控設(shè)備的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展?？偟膩?lái)說(shuō)，嵌入式遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（一）實(shí)現(xiàn)了發(fā)送端與接收端的便攜操作

與傳統(tǒng)的視頻傳輸平臺(tái)相比，增加了嵌入式的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控平臺(tái)無(wú)論是從發(fā)送端亦或是接收端的環(huán)境都能夠?qū)崿F(xiàn)便攜可操作目標(biāo)，這樣就大大地提高視頻監(jiān)控的力度和靈活性。

（二）突破地域范圍的限制

嵌入式的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)置的網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的有效連接，這樣就可以把監(jiān)控的圖像實(shí)時(shí)的傳輸?shù)街贫ǖ慕K端之上，這樣就大大的降低了地域范圍對(duì)信息傳輸?shù)目刂疲瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控指揮。

（三）實(shí)現(xiàn)了圖像智能處理化技術(shù)

智能圖像處理技術(shù)一般在Windows平臺(tái)上的廣泛的使用，我們通過(guò)把智能模塊嵌入到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的終端系統(tǒng)之上，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的智能化處理，從而使音頻更加的系統(tǒng)豐富。

結(jié)語(yǔ)：

隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)取得了又一個(gè)重要的突破，嵌入式的視頻傳輸與監(jiān)控逐漸的成為了一種社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，逐漸的突破了傳統(tǒng)的地域區(qū)限的限制，開(kāi)始向著遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。在今后的發(fā)展規(guī)劃之中，為了更加有效的促進(jìn)嵌入式的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，我們必須要要不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，提高嵌入式技術(shù)水平，使其能夠具有更加廣泛的作用。

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