基于S5P6818無線視頻監控系統設計

蘇康友 陳家棟 王佳穎 羅煒鋒

摘 要：隨著物聯網的快速發展，無論工業還是生活中，無線遠程監控系統都扮演著重要的角色。文中設計一種以三星S5P6818處理器為控制核心，采用MJPG-streamer視頻流服務技術進行視頻數據處理的無線遠程監控系統，并搭載Boa服務器對視頻流數據進行網絡轉發，實現隨時隨地的網絡監控。

關鍵詞：物聯網;無線遠程;監控;三星S5P6818;MJPG-streamer;Boa服務器

中圖分類號：TP277文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）03-00-02

0 引 言

隨著“中國制造2025”計劃的實施，新一代信息技術、人工智能等新概念、新內容不斷涌現在人們的日常生活中，其中無線視頻監控技術應用廣泛。本文提出一種基于嵌入式的無線監控系統設計和實現方案—以嵌入式三星S5P6818為控制核心，Linux為操作系統，通過MJPG-streamer流媒體服務進行數據采集與傳輸，從而實現通過訪問Web服務器，隨時隨地進行遠程監控。

1 系統構成

系統由硬件與軟件兩部分組成。硬件部分主要采用ARM嵌入式處理器、無線模塊及USB視頻設備;軟件主要基于Linux系統之上，采用MJPG-streamer流媒體服務進行視頻采集與傳輸，利用Web服務器對外提供訪問接口，客戶端可通過訪問Web服務器對所捕獲的視頻進行監控。系統設計架構如圖1所示。

2 硬件系統設計

本文系統以三星公司Cortex-A53內核高性能八核處理器S5P6818為主控，外接SDRAM，FLASH及電源管理模塊組成系統的核心部分，在此基礎上搭載USB Host，UART，JTAG等功能接口。硬件平臺總體框架如圖2所示。

3 系統軟件設計

Linux是一套免費使用且可自由傳播的類Unix操作系統，是基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務，支持多線程與多CPU的操作系統，能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序及網絡協議[1]。本文設計利用Lunix系統平臺，通過MJPG-streamer流媒體服務進行數據采集與傳輸。

3.1 軟件平臺設計

軟件平臺設計包括底層軟件設計與上層軟件設計。底層設計主要采用U-Boot移植、Linux嵌入式系統移植、Rootfs制作、驅動移植等，完成與硬件平臺之間的匹配。上層軟件采用Web服務器的搭建、MJPG-streamer流媒體服務移植等。其中，MJPG-streamer視頻流服務是一款基于TCP/IP協議傳輸的網絡視頻流服務，利用V4L2接口采集圖像數據，將采集到的數據進行壓縮，并以MJPG格式通過http向外傳輸，完成實時監控的功能。系統軟件平臺如圖3所示。

3.2 V4L2視頻采集流程

攝像頭捕捉的視頻數據通過一個隊列形式的數據結構存儲，使用V4L2設置攝像頭相關參數，申請若干個內核視頻緩存區，并送進隊列，將這若干個內核緩存區通過mmap（）函數映射到用戶空間，對用戶層讀取攝像頭數據[2]。開啟攝像頭捕獲，操作內核緩存區出隊，讀取數據，讀過緩沖區再次入隊，依次循環。V4L2工作流程如圖4所示。

實例代碼如下：

int cam_fd = open（“/dev/video3”，O_RDWR）;

struct v4l2_format *fmt = calloc（1，sizeof（*fmt））;

fmt->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

ioctl（cam_fd，VIDIOC_G_FMT，fmt）;

while（1）

{

v4lbuf.index = i%nbuf;

ioctl（cam_fd，VIDIOC_DQBUF， &v4lbuf）;

shooting（start[i%nbuf]， length[i%nbuf]，fb_mem）;

v4lbuf.index = i%nbuf;

ioctl（cam_fd，VIDIOC_QBUF，&v4lbuf）;

i++;

}

4 結 語

本文根據未來智能化的發展方向，采用Linux系統通用的視頻采集接口V4L2采集視頻數據，通過MJPG-streamer流媒體服務壓縮轉出數據流格式，并利用Boa服務器，實現了網絡轉發的無線遠程實時監控系統。下一步的工作是實現多路視頻監控連接，并結合ZigBee網絡通信，實現區域化的智能視頻監控系統。

參 考 文 獻

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