基于Qt的遠程監控系統設計

【摘要】基于Qt的遠程監控系統借助跨平臺的開發工具Qt和強大的ARM平臺以其實用性和良好的穩定性及易操作性逐漸成為嵌入式設備中不可或缺的組成部分。開發基于嵌入式終端的遠程視頻監控系統具有實用意義和價值。設計根據S3C2410和Qt的遠程視頻監控系統的原理，設計并實現了基于Qt的遠程監控系統。

【關鍵詞】嵌入式Linux；S3C2410；Qt；圖形界面；遠程監控

1.總體設計

1.1 設計主要模塊

遠程視頻監控系統為軟件系統和硬件系統兩個部分，其中軟件系統包括在Windows系統上使用軟件Qt開發的人機交互界面，第三方的OpenCV庫，硬件系統包括S3C2410板卡，servfox采集工具（使用Linux系統編譯），中星微攝像頭。其整體模塊設計框圖如圖1所示：

Qt人機交互界面在本系統屬于軟件部分，主要是通過Qt設計的界面來處理從終端傳過來的視頻圖像。

OpenCV在本系統中也是屬于軟件部分，主要讓Qt導入OpenCV的庫文件，通過OpenCV提供的一些接口在Qt中來實現，這樣就可以順利的顯示從終端傳過來的視頻圖像。

TCP/IP協議是目前最為流行和常用的網絡傳輸協議，在本系統中，通過TCP/IP協議將系統的軟件部分和硬件部分連接在一起，即將終端采集到的視頻信息通過網線傳遞到客戶端電腦上，只要ping通兩端的網絡地址即可實現傳送。

S3C2410板卡在本系統中處于硬件部分，并且也是硬件部分的核心，通過S3C2410板卡的USB端口連接攝像頭，接受攝像頭采集到的視頻信息，將采集到的視頻信息通過網線往外傳送。

servfox在本系統中屬于硬件部分，其主要是通過移植到S3C2410平臺上，在檢測到了攝像頭之后，通過指令來啟動servfox完成采集視頻信息的任務，而就具體視頻信息在硬件部分交由S3C2410處理。

中星微攝像頭在硬件部分是連接在S3C2410的USB端口，完成視頻畫面采集。

1.2 系統設計總體結構

如圖2所示，總體結構上分為終端和客戶端兩大部分，客戶端主要是Qt的人機交互界面，通過調用第三方的庫實現的顯示，而具體的照相，關閉，開始操作則交給人機交互界面完成。在終端最主要的是S3C2410板卡，圍繞板卡連接了中星微攝像頭來采集終端的視頻，通過移植到板卡操作系統中的servfox工具來完成對視頻流的發送。終端和客戶端的連接主要是通過網線將其連接，終端發送視頻信息，客戶端接受視頻信息的同時進行處理，這樣使其成為一個整體。

2.系統硬件設計

2.1 電源接口電路

板卡的電源接口的電路圖如圖3所示：

板卡電源電壓為DC5V，5V電壓通過LDO芯片AS1117-3.3V、AS1117-8V分別得到3.3V，1.8V的工作電壓，其中1.8V是供給板卡內核使用的。另外1.8V電壓經過一個肖特基二極管后給板卡處理器內部RTC供電，RTC電源VCCRTC也引到擴展插座，需要的話外部可以接電池。

2.2 USB接口電路

板卡的USB接口的電路圖如圖4所示：

板卡具備一個USB主口和一個USB從口，電路中主要是上下拉電阻。USB從口可以檢測電纜插入動作，并可以引起INT10中斷。在本次設計中主要是用到了板卡的USB主口來連接攝像頭。

2.3 RS232串口電路

板卡的串口接口的電路圖如圖5所示：

S3C2410提供了兩個RS232串口，分別對應S3C2410的UART0和UART1，用MAX3232芯片做TTL-RS232電平轉換。其中UART0對應的RS232串口用DB9插座引出，方便調試。UART1對應RS232串口從擴展插座引出。擴展插座上還有UART2（TTL電平）。在本次設計中主要是用DB9插座連接到電腦，這樣方便調試板卡。

2.4 板卡的NandFlash芯片

板卡的NandFlash芯片的原理圖如圖6所示。

K9F1208是三星公司的NandFlash芯片，而S3C2410板卡內部具有Nand控制器，所以K9F1208直接和S3C2410連接，并可以從NandFlash引導。

2.5 中星微攝像頭

在終端中選用的是中星微公司生產的ZC301型號的攝像頭，之所以選擇這款攝像頭，是因為S3C2410本來就支持這種型號，不需要再重新配置，只是需要在S3C2410中加載該攝像頭的驅動即可，該驅動在Centos系統中可以找到，具體的目錄是/up-Star2410/kernel/linux-2.6.24.4/drivers/media/video/zc0301，這個目錄下的zc0301.ko即為驅動，將其復制到S3C2410下，執行insmod zc0301.ko即可。

3.系統軟件設計

在上文中完整的介紹了系統的整體設計，但是系統所有的設計都需要程序的設計來支撐，圖7所示是程序設計的流程圖。

本次設計的程序設計部分嚴格按照上圖的流程，在網絡連接的情況下才可以繼續進行視頻的傳遞，其余的操作主要是集中在人機交互界面上。

這次所設計的基于S3C2410和Qt的遠程監控系統不僅可以實時顯示終端的視頻狀態，還可以撲捉任意時刻的圖像并將獲取的圖像實時存儲到本地，而且圖像清晰，便于監控。還可以應用到多種場合：工廠的倉庫管理、手機、PDA等小型或手持型嵌入式設備。正是由于這些應用需求，促成了本次開發的設計和實現。