收藏本站
《苏州科技大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于嵌入式Linux视频图像采集及其无线传输的研究

李长才  
【摘要】:嵌入式linux是在linux系统的基础之上经过裁剪移植,运行于嵌入式CPU上的操作系统。嵌入式Linux是一体化内核系统,因其拥有稳定的性能,开放源代码,易于移植裁剪,新产品设计开发周期短等优点,已经日益流行起来。嵌入式linux应用于各种不同的领域,其中视频监控与网络传输领域都有不同程度的应用。嵌入式linux的应用促进了视频监控技术向着数据处理数字化、传输路径网络化、管理方式智能化方向发展。嵌入式linux应用于视频监控领域,不仅对视频监控的效果有质的提高,也促进了视频图像采集系统向着多元化方向发展,扩宽了其应用领域。本文分析总结了嵌入式linux系统、视频图像采集以及无线传输领域的研究现状和发展趋势,并结合嵌入式系统所具有的性能稳定、功耗低、体积小等优势,设计开发了一种视频图像数据采集与无线传输的系统。在视频图像采集端搭建了服务器,用于视频图像采集、处理以及控制其传输的工作。客户端可使用手机或电脑通过有线或无线的方式接收视频图像数据。本文内容包括硬件设备的选型与平台搭建、嵌入式linux的裁剪与移植、USB摄像头与USB无线网卡驱动程序的开发测试以及视频流服务器mjpg_streamer的移植应用。硬件方面,选用三星的S3C2440作为处理器,并结合USB摄像头和USB无线网卡等外设,进行系统的设计开发。软件方面,在Intel平台的linux系统环境下,进行交叉编译生成ARM平台可运行的linux系统内核,并在此基础上进行驱动程序的开发及上层应用程序的移植应用。整个开发过程中,linux驱动程序起着起承转合的作用,所以本文重点也是基于linux系统对USB驱动、无线网卡驱动以及V4L2驱动架构下的摄像头驱动进行设计开发。本文通过对linux驱动程序的重点研究,实现了视频图像数据的采集及其传输的系统。本文实现了一种视频图像数据采集与传输的系统。相较于传统的视频图像采集系统,本系统不仅能进行远程视频图像数据的传输,也能在局部区域进行无线的传输。并且,在视频图像采集端完成了图像数据的压缩转化,极大的提高了CPU工作效率。在智能家居等领域能够充分发挥其优势,而且本系统成本低、体积小、安装方便以及具有很好的功能扩展性,具有很实际的应用价值。
【关键词】:嵌入式linux 视频图像采集 ARM处理器 V4L2 无线传输 mjpg-streamer
【学位授予单位】:苏州科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP316.81;TP274.2;TN948.6
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-12
  • 第一章 绪论12-17
  • 1.1 研究的目的及意义12
  • 1.2 研究的现状12-15
  • 1.2.1 嵌入式linux研究现状12-13
  • 1.2.2 视频图像采集的研究现状13-14
  • 1.2.3 无线视频传输的研究现状14-15
  • 1.3 论文的主要内容与章节安排15-17
  • 1.3.1 论文的主要内容15
  • 1.3.2 论文的章节安排15-17
  • 第二章 硬件平台搭建17-22
  • 2.1 硬件平台概述17
  • 2.2 硬件平台资源17-20
  • 2.2.1 S3C2440处理器17-18
  • 2.2.2 开发平台接口资源18-19
  • 2.2.3 USB总线接口19-20
  • 2.3 USB摄像头20
  • 2.4 USB无线网卡20-21
  • 2.5 DM9000网卡21
  • 2.6 本章小结21-22
  • 第三章 嵌入式linux系统移植22-31
  • 3.1 嵌入式linux系统概要22
  • 3.2 交叉编译环境建立22-23
  • 3.3 U-Boot移植23-25
  • 3.3.1 U-Boot简介23-24
  • 3.3.2 U-Boot移植24-25
  • 3.4 linux内核移植25-27
  • 3.4.1 linux内核结构25-26
  • 3.4.2 linux内核移植26-27
  • 3.5 构建根文件系统27-30
  • 3.5.1 根文件系统目录结构27-28
  • 3.5.2 移植Busybox28
  • 3.5.3 构建其他文件目录28-29
  • 3.5.4 移植使用glibc库29
  • 3.5.5 制作jfss2文件系统映像文件29-30
  • 3.6 本章小结30-31
  • 第四章 视频图像数据采集31-42
  • 4.1 Linux设备驱动31-34
  • 4.1.1 linux设备驱动功能31
  • 4.1.2 linux设备驱动程序层次结构31-32
  • 4.1.3 字符设备驱动32-34
  • 4.2 linux USB设备驱动34-36
  • 4.3 基于V4L2架构视频数据采集模块开发36-41
  • 4.3.1 V4L2简介36
  • 4.3.2 V4L2架构36-38
  • 4.3.3 环形链表实现视频图像数据的缓存38-39
  • 4.3.4 基于v4l2视频数据采集的实现39-41
  • 4.4 本章小结41-42
  • 第五章 基于无线网卡的视频图像数据传输42-60
  • 5.1 无线网卡相关简介42-43
  • 5.2 linux下的USB接口数据传输43-46
  • 5.2.1 USB设备初始化43-44
  • 5.2.2 USB端点描述符44
  • 5.2.3 USB请求块(URB)44-46
  • 5.3 linux系统无线网卡驱动46-52
  • 5.3.1 linux网络子系统接口层次46-47
  • 5.3.2 网络设备接口层47-48
  • 5.3.3 两个核心数据结构48-49
  • 5.3.4 网络设备数据收发的流程49-50
  • 5.3.5 网卡设备本身私有的功能及属性实现50
  • 5.3.6 USB无线网络设备驱动实现50-52
  • 5.4 linux下配置无线网卡52-55
  • 5.4.1 配置linux内核支持无线网卡52-53
  • 5.4.2 无线网卡工作模式简介53
  • 5.4.3 移植hostapd53-54
  • 5.4.4 使用hostapd设置无线网卡AP模式54-55
  • 5.5 mjpg_streamer视频服务器实现视频传输55-59
  • 5.5.1 mjpg_streamer介绍55-56
  • 5.5.2 mjpg_streamer框架分析56-58
  • 5.5.3 mjpg_streamer移植58-59
  • 5.6 本章小结59-60
  • 第六章 系统测试60-64
  • 6.1 测试环境60
  • 6.2 LCD上的摄像头数据采集测试60-61
  • 6.3 基于mjpg_streamer视频数据采集的测试61-62
  • 6.4 视频数据无线传输的测试62-63
  • 6.5 本章小结63-64
  • 第七 章总结与展望64-66
  • 7.1 总结64
  • 7.2 展望64-66
  • 参考文献66-69
  • 图表目录69-71
  • 致谢71-72
  • 附录72-79
  • 附录1 驱动程序涉及的关键结构体72-78
  • 附录2 攻读硕士学位期间发表论文78-79
  • 作者简介79

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李世军;周惠芳;李强;;视频图像采集平台的研制[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2010年03期
2 蒋伟;;基于高性能处理器的医用X光视频图像采集和处理系统[J];企业技术开发;2011年22期
3 赵忠旭,沈兰荪,王爱民;视频图像采集系统的设计与实现[J];测控技术;1998年06期
4 郭新勇,陈艳辉,张兴堂,孙乘风,吴志申;扫描电镜的动态视频图像采集[J];现代仪器;2005年01期
5 周绪兵;;视频图像采集系统的设计研究[J];电子世界;2013年16期
6 曾昭瑞;刘修泉;张炜;黄平;;体内无线式内窥镜胶囊视频图像采集系统的设计[J];科学技术与工程;2007年20期
7 黄锐;;一种改进的视频图像采集处理系统设计[J];电视技术;2008年07期
8 李为民;韦卫星;梁济仁;;视频图像采集与网络传输的实现[J];实验科学与技术;2006年04期
9 刘春梅;周山宏;;手术显微镜视频图像采集及数据管理系统[J];现代科学仪器;2006年03期
10 杨钦;周云飞;胡永兵;;基于FPGA的视频图像采集与显示系统设计[J];计算机工程与设计;2013年06期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 王义;唐乐;程建平;李元景;张斌全;;一种基于计算机并行口的视频图像采集电路[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年
2 刘泽伟;解梅;;基于FPGA的视频图像采集系统的设计与实现[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
3 李浩;张玲霞;;基于嵌入式Linux的视频图像采集系统设计[A];第20届测控、计量、仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
4 靳利国;李庆常;;基于PCI总线的视频图像采集系统[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
5 靳利国;李庆常;;基于PCI总线的视频图像采集系统[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
6 周良;石中锁;;线阵CCD视频图像采集系统的USB接口设计[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
7 涂军;汪俊;高俊;;基于DSP+FPGA技术的视频图像采集系统的设计[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨秀虎;基于ARM+Linux的嵌入式系统驱动原理的研究与应用开发[D];辽宁科技大学;2015年
2 潘加昊;基于FPGA的工业相机的设计与实现[D];北方工业大学;2016年
3 李长才;基于嵌入式Linux视频图像采集及其无线传输的研究[D];苏州科技大学;2017年
4 王元松;视频图像采集系统的研究[D];长春理工大学;2007年
5 周红恩;无线视频图像采集与传送系统的研究和实现[D];华中科技大学;2004年
6 司明钢;数字视频图像采集、存储与处理系统的研究[D];南京理工大学;2005年
7 张淑君;基于PCI总线的视频图像采集系统的设计[D];华北电力大学(河北);2010年
8 康迎曦;远程车载视频图像采集系统的设计[D];湖南大学;2007年
9 张熹;MDB设计及其在视频图像采集中的应用[D];华中科技大学;2007年
10 张爱锋;基于PCI的高分辨率医用X光视频图像采集及处理系统[D];南京理工大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026