本課題主要研究嵌入式linux應用系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程。其主要包括：

(1)、交叉編譯環(huán)境的搭建;

(2)、嵌入式linux的移植;

(3)、文件系統的制作;

(4)、usb攝像頭的驅動(dòng)設計;

(5)、視頻圖像的采集、壓縮、傳輸等技術(shù)。

(6)、嵌入式web服務(wù)器的建立

2.研究意義

為了更加高效地對監控現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和遠程監控，同時(shí)考慮到各方面的成本因素而提出基于嵌入式linux的視頻監控系統。 該系統可應用于各種小區、商場(chǎng)、醫院看護等公共場(chǎng)所的領(lǐng)域，實(shí)現視頻監控的網(wǎng)絡(luò )化，數字化，相比傳統的監控模式，使監控現場(chǎng)的管理更加便捷，效率更高。 畢業(yè)設計(論文)研究現狀和發(fā)展趨勢(文獻綜述) 嵌入式linux(embeded linux)是指對標準linux經(jīng)過(guò)小型化裁剪處理之后，能夠固化在容量只有幾kb或者幾mb字節的存儲器芯片或者單片機中，是適合于特定嵌入式應用場(chǎng)合的專(zhuān)用linux操作系統。在目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功的嵌入式系統中，大約有一半使用的是linux，這與它自身的優(yōu)良特性是分不開(kāi)的。嵌入式linux同linux一樣，具有低成本、多種硬件平臺支持、優(yōu)異的性能和良好的網(wǎng)絡(luò )支持等優(yōu)點(diǎn)。另外，為了更好地適應嵌入式領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)，嵌入式linux還在linux基礎上做了部分改進(jìn)，如改善了內核結構，提高了系統的實(shí)時(shí)性等。

目前國內外不少大學(xué)、研究機構、和知名公司都加入了嵌入式linux的研究開(kāi)發(fā)工作，較成熟的嵌入式linux產(chǎn)品也不斷涌現。 視頻監控系統在電信、銀行、交通、電力、水利、石化、智能大廈等諸多領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。隨著(zhù)計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，視頻監控系統正向數字化、網(wǎng)絡(luò )化、集成化和智能化方向發(fā)展。 以嵌入式視頻web服務(wù)器為核心的視頻監控系統是視頻監控系統中主流的研究現狀，把視頻壓縮和web服務(wù)器集中到一個(gè)很小的設備中，可以方便地接入計算機網(wǎng)絡(luò )，用戶(hù)只要通過(guò)web訪(fǎng)問(wèn)就可以方便地觀(guān)看web服務(wù)器上的攝像機圖像。以嵌入式視頻web服務(wù)器為核心的視頻監控系統布控區域廣闊,系統擴展能力強, 可組成非常復雜的監控網(wǎng)絡(luò )。采用基于嵌入式web服務(wù)器為核心的監控系統，在組網(wǎng)方式上與傳統的模擬監控和基于pc平臺的監控方式有極大的不同。基于web服務(wù)器輸出己完成模擬到數字的轉 換并壓縮，采用統一的協(xié)議(如tcp/ip協(xié)議)在網(wǎng)絡(luò )上傳輸，因此支持跨網(wǎng)關(guān)、跨路由器的遠程視頻傳輸，性能穩定可靠，無(wú)需專(zhuān)人管理。 數字視頻監控系統設備中具有圖像識別和特征提取的功能，通過(guò)圖像分析實(shí)現運動(dòng)探測和報警，使其更具視頻數字化、系統的網(wǎng)絡(luò )化、應用的多媒體化、管理的智能化，這將成為今后數字視頻監控系統的主要發(fā)展趨勢。 另外，新的視頻監控系統的研究也受到關(guān)注，比如對于一種新的錄像監控系統—數字硬盤(pán)錄像機 (digitalvideorecord，dvr)的研究陽(yáng)】。數字硬盤(pán)錄像機摒棄了傳統的模擬數據，采用了數字化的方式記錄數據。具有存儲量大，成本低，檢索方便的特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域受到重用。

畢業(yè)設計(論文)研究方案及工作計劃(含工作重點(diǎn)與難點(diǎn)及擬采用的途徑)

1、設計思路：

系統的主體設計思想是將視頻終端和嵌入式web服務(wù)器整合在一起，攝像頭傳送來(lái)的視頻信號經(jīng)過(guò)壓縮后，通過(guò)內部總線(xiàn)傳送到內置的web服務(wù)器。

該服務(wù)器可直接接上internet，網(wǎng)絡(luò )上用戶(hù)可以直接用瀏覽器(如ie瀏覽器)觀(guān)看服務(wù)器上的監控圖像。

這種方案是當前應用較為廣泛的方法，使用了近來(lái)發(fā)展迅速的嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)

以及圖像處理的技術(shù)，具有較高的技術(shù)水平。

由于把視頻采集壓縮和web功能集成到一個(gè)設備內直接連入網(wǎng)絡(luò )，達到即插即看，省掉很多復雜的電路，安裝也很方便(僅需設置ip地址)，用戶(hù)無(wú)需使用專(zhuān)用軟件，在具有網(wǎng)絡(luò )接口的地方都可以直接使用。這種視頻監控系統除應用于遠程網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗系統中，也可以應用在其它如小區，醫院病床監護等各種設備之間距離較大的情況。

本文將設計一個(gè)基于嵌入式linux的嵌入式視頻監控系統，即對嵌入式linux在視頻監控系統中的應用展開(kāi)研究。

本系統的主要硬件組成為基于三星s3c2440的mini2440開(kāi)發(fā)系統和usb攝像頭。

操作系統采用在嵌入式技術(shù)中流行的嵌入式linux。

系統將實(shí)現實(shí)驗現場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )化實(shí)時(shí)視頻監控，同時(shí)具有網(wǎng)絡(luò )化遠程控制功能。

當然在此基礎上也可實(shí)現對多個(gè)視頻前端的訪(fǎng)問(wèn)和控制。

本文將對嵌入式linux在arm開(kāi)發(fā)平臺上內核、文件系統的開(kāi)發(fā)和移植，視頻前端設備(usb攝像頭)驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，視頻圖像的采集和壓縮，服務(wù)器的建立及視頻圖像的網(wǎng)絡(luò )傳輸等研究?jì)热葸M(jìn)行了詳細的論述，并對系統建成后在實(shí)際中的應用進(jìn)行了測試和實(shí)驗。

2、應用的技術(shù)分析： 集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)等多種技術(shù)為一體的嵌入式技術(shù)進(jìn)入到了一個(gè)飛速發(fā)展的階段，嵌入式系統已被廣泛應用到了航空、消費電子、信息家電、網(wǎng)絡(luò )通信等各個(gè)領(lǐng)域。arm9 s3c2440是嵌入式處理器是性?xún)r(jià)比較優(yōu)秀的芯片，在各個(gè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應用有著(zhù)廣闊的應用前景。同時(shí)arm9 s3c2440微處理器與linux的結合越來(lái)越緊密，逐漸在嵌入式領(lǐng)域得到廣范的應用。

目前，在便攜式消費類(lèi)電子產(chǎn)品、無(wú)線(xiàn)設備、汽車(chē)、網(wǎng)絡(luò )、存儲產(chǎn)品等都可以看到s3c2440與linux相結合的身影。samsung s3c2440a是一個(gè)很不錯的嵌入式微處理器，價(jià)格相當較便宜、內部資源多、最主要的是國內很多人使用，相關(guān)的資料比較多。

基本參數：arm920t內核， 400m主頻，最高可達到533m，支持nand flash、norflash、sdram、支持stn/tft lcd、4通道dma、3通道uart、2通道spi、iic總線(xiàn)、iis/ac97音頻控制器、sd/mmc控制器、2通道usb host 1通道usb device、4通道pwm、8通道a/d轉換、觸摸屏控制器、rtc、cmos攝像頭、多功能i/o及多種電源管理在眾多嵌入式操作系統中，linux目前發(fā)展最快、應用最為廣泛。

性能優(yōu)良、源碼開(kāi)放的linux具有體積小、內核可裁減、網(wǎng)絡(luò )功能完善、可移植性強等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為嵌入式操作系統。

一個(gè)最基本的linux操作系統應該包括：引導程序、內核與根文件系統三部分。

usb設備驅動(dòng)程序的設計包括主機端設備驅動(dòng)程序設計、主機控制器驅動(dòng)程序設計和設備端驅動(dòng)程序設計三部分組成。

主機端設備驅動(dòng)程序就是通常說(shuō)的設備驅動(dòng)程序，它是主機環(huán)境中為用戶(hù)應用程序提供一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)usb外設的接口。linux為這部分驅動(dòng)程序提供編程接口，驅動(dòng)程序設計者只要按照需求編寫(xiě)驅動(dòng)程序框架，通過(guò)調用操作系統提供的api接口函數可以完成對usb外設的特定訪(fǎng)問(wèn)。

視頻采集是基于video4linux的視頻采集模塊來(lái)實(shí)現，linux系統中的視頻子系統video4linux為視頻應用程序提供了一套統一的api,視頻應用程序通過(guò)調用即可操作各種不同的視頻捕獲設備，包括電視卡、視頻捕獲卡和usb攝像頭等。對于攝像頭的視頻采集，需要使用video4linux提供的設備接口/dev/video0,若文件中沒(méi)有這個(gè)設備文件，則先建立該設備節點(diǎn)文件。

要實(shí)現監控現場(chǎng)，除了完成視頻采集的編程，還需要把視頻圖像數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸出去，因此需要在完成視頻讀取的基礎上建立web服務(wù)器,一是為了實(shí)現對硬件設備的擴展和訪(fǎng)問(wèn)，

二是為了實(shí)現客戶(hù)端和服務(wù)器之間的數據通訊

3、技術(shù)方案比較：

本課題的主要要方案選擇是在操作系統的選擇。

除了wince的實(shí)時(shí)性稍差外，大多數嵌入式操作系統的實(shí)時(shí)性都很強，所以也可稱(chēng)為實(shí)時(shí)操作系統real time operating system.

目前最重要的rtos主要包括：

(1)、傳統的經(jīng)典rtos：最主要的便是vxworks操作系統，以及其tornado開(kāi)發(fā)平臺。

vxworks因出現稍早，實(shí)時(shí)性很強(據說(shuō)可在1ms內響應外部事件請求)，并且內核可極微(據說(shuō)最小可8k)，可靠性較高等，所以在北美，vxworks占據了嵌入式系統的多半疆山。特別是在通信設備等實(shí)時(shí)性要求較高的系統中，幾乎非vxworks莫屬。vxworks的很多概念和技術(shù)都和linux很類(lèi)似，主要是c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。

但vxworks因價(jià)格很高，所以一些小公司或小產(chǎn)品中往往用不起。

(2)、 windows ce嵌入式操作系統：microsoft也看準了嵌入式的巨大市場(chǎng)，ms永遠是最厲害的，wince出來(lái)只有幾年時(shí)間，但目前已占據了很大市場(chǎng)份額，特別是在pda、手機、顯示儀表等界面要求較高或者要求快速開(kāi)發(fā)的場(chǎng)合，wince目前已很流行(據說(shuō)有一家賣(mài)工控機的公司板子賣(mài)得太好，以至來(lái)不及為客戶(hù)裁減wince)。wince目前主要為5.0版(.net)，開(kāi)發(fā)平臺主要為wince platform builder，有時(shí)也用evc環(huán)境開(kāi)發(fā)一些較上層的應用， 雖然有著(zhù)良好的性能，但開(kāi)發(fā)成本過(guò)高不適宜我們學(xué)習。

(3)、嵌入式linux操作系統：linux的前途除作為服務(wù)器操作系統外，最成功的便是在嵌入式領(lǐng)域的應用，原因當然是免費、開(kāi)源、支持軟件多、呼擁者眾，這樣嵌入式產(chǎn)品成本會(huì )低。

linux本身不是一個(gè)為嵌入式設計的操作系統，不是微內核的，并且實(shí)時(shí)性不強。

目前應用在嵌入式領(lǐng)域的linux系統主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是專(zhuān)為嵌入式設計 的已被裁減過(guò)的linux系統，最常用的是uclinux(不帶mmu功能)，可在arm7上跑;

另一類(lèi)是跑在arm 9上的，一般是將linux 2.4內核系列或者linux2.6系列內核移植在其上，可使用更多的linux功能(當然uclinux更可跑在arm 9上)。

很多人預測，嵌入式linux預計將占嵌入式操作系統的50%以上份額，非常重要。

由于開(kāi)源免費等等的優(yōu)勢，適合本課題實(shí)現，是理想的方案選擇。

4、設計重點(diǎn)難點(diǎn)：

本課題重點(diǎn)和難點(diǎn)在于交叉編譯環(huán)境的搭建，linux內核的編譯，根文件系統的制作，

視頻采集的實(shí)現，視頻圖像的壓縮和傳輸等知識要點(diǎn)。

5、總體描述與系統框架： 系統描述如圖1所示： 圖1. 總體描述

系統框架如圖2所示： 圖2. 系統框架

6、各子模塊的實(shí)現方法：

(1)、建立嵌入式linux開(kāi)發(fā)環(huán)境：在xp系統中虛擬一個(gè)linux開(kāi)發(fā)環(huán)境，在linux系統下載arm-linux-gcc交叉編譯工具并配置交叉編譯環(huán)境。

(2)、linux內核的移植：配置標準的linux內核，編譯，下載至開(kāi)發(fā)板中。

(3)、文件系統的制作：用busybox編譯一個(gè)根文件系統，創(chuàng )建映像文件。

(4)、usb驅動(dòng)設計，修改配置linux內核并編譯。

(5)、視頻壓縮：將usb攝像頭傳來(lái)的每一幀圖像壓縮成jpeg格式的圖片。

(6)、嵌入式web服務(wù)器的設計：用boa配置編譯并移植到開(kāi)發(fā)板中。

(7)、用戶(hù)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器實(shí)現監控：通過(guò)局域網(wǎng)設置ip地址與嵌入式linux系統的ip地址屬同一網(wǎng)段即可訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器。

7、預期結果：

制作出一個(gè)能實(shí)際應用的基于嵌入式linux的視頻監控系統。usb攝像頭能捕獲現場(chǎng)視頻并傳至web服務(wù)器，同時(shí)客戶(hù)端的瀏覽器能訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器對監控現場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

8、工作計劃：

第1周 畢業(yè)實(shí)習(1)

第2周 畢業(yè)實(shí)習(2)

第3周 需求分析，并開(kāi)始撰寫(xiě)畢業(yè)設計說(shuō)明書(shū)

第4周 系統可行性分析

第5周 linux操作系統的安裝與使用

第6周 開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建，并練習操作

第7周 嵌入式linux內核編譯移植

第8周 文件系統制作移植

第9周 linux環(huán)境下編程練習

視頻網(wǎng)站開(kāi)題報告

視頻網(wǎng)站開(kāi)題報告

視頻網(wǎng)站是指在完善的技術(shù)平臺支持下，讓互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)在線(xiàn)流暢發(fā)布、瀏覽和分享視頻作品的網(wǎng)絡(luò )媒體，也可以用于web的精品課程設計與實(shí)現。

基于web的精品課程設計與實(shí)現的開(kāi)題報告

一、前言

1. 課題研究的意義，國內外研究現狀和發(fā)展趨勢

1.1精品課程網(wǎng)站研究的意義

高等教育需要網(wǎng)絡(luò )(要#源碼及數據庫表)精品課程，因為它能使學(xué)生體驗到先進(jìn)的教學(xué)方式，獲取大量的學(xué)科前沿信息，使他們在大學(xué)階段的學(xué)習內容更加豐富，知識面更加寬廣，能更快地提高自身的綜合素質(zhì)和能力，適應飛速發(fā)展的科學(xué)要求及學(xué)科之間日趨明顯的交叉融合的趨勢。可以說(shuō)，網(wǎng)絡(luò )精品課程的數量和質(zhì)量直接地影響到能否打造出符合未來(lái)社會(huì )發(fā)展需求的人才。因此，探索和研究精品課程網(wǎng)站建設的設計原則以及設計、開(kāi)發(fā)的方法，將對網(wǎng)絡(luò )教育、終身教育以及充分發(fā)揮優(yōu)秀教育資源的價(jià)值有很重要的指導意義。

1.2國內外研究現狀

在世界范圍內來(lái)看，有關(guān)精品課程網(wǎng)站研究一直都在進(jìn)行并且不斷取得進(jìn)步，特別是西方發(fā)達國家，他們在精品課程的理論研究與實(shí)際運用方法積累了大量的經(jīng)驗，雖然我們中國國內在精品課程網(wǎng)站這一方面的研究起步較晚，但我們同樣也取得了大量豐碩的成果。目前已有大約750門(mén)國家級精品課程上網(wǎng)，為實(shí)施和推廣精品課程、全面提高教學(xué)質(zhì)量提供了樣板。各省、市院校也建立了自己的富有特色的精品課程網(wǎng)站。這些優(yōu)質(zhì)的課程資源，已經(jīng)為其他高校的教學(xué)工作起到了先鋒模范的樣板作用[1]。

1.3發(fā)展趨勢

以網(wǎng)絡(luò )化、數字化、多媒體化和智能化為代表的現代信息技術(shù)正在改變著(zhù)人們的工作、學(xué)習與生活方式，也給教育的內容和發(fā)展帶來(lái)了新的發(fā)展空間。課程是教育的核心和靈魂，大學(xué)課程則是大學(xué)培養目標與培養規格的具體化，是高等學(xué)校教學(xué)工作的重要依據，而精品課程更被上升為學(xué)校辦學(xué)水平的重要標志。高校實(shí)施精品課程建設是一項深化教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量的系統工程。因此，高校建立一個(gè)自己的精品課程網(wǎng)站是十分必要的事情，這不僅是能使更多的人享用寶貴的教育資料源，同時(shí)也對于提升學(xué)校自身的知名度，提高學(xué)生自學(xué)能力，有相當大的幫助。

二、設計方案的確定

1.原理、特點(diǎn)與選擇依據

1.1方案的原理

本系統是主要以JSP ，SQL Server 2005，JavaScript，CSS等技術(shù)來(lái)實(shí)現。設計方案思想及原則如下：

(1)使用CSS技術(shù)設計前臺的頁(yè)面，用JavaScript技術(shù)進(jìn)行后臺驗證;

(2)在JSP中使用java代碼連接SQL Server 2005，實(shí)現數據的存儲和提取，實(shí)現通用精品課程網(wǎng)站系統的用戶(hù)管理、新聞管理、論壇管理,教學(xué)資料管理等模塊的增刪改查功能。

1.2方案特點(diǎn)與選擇依據

JSP(Java Server Pages)是由Sun Microsystems公司倡導、許多公司參與一起建立的一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)標準。

JSP技術(shù)使用Java編程語(yǔ)言編寫(xiě)類(lèi)XML的tags和scriptlets，來(lái)封裝產(chǎn)生動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的處理邏輯。網(wǎng)頁(yè)還能通過(guò)tags和scriptlets訪(fǎng)問(wèn)存在于服務(wù)端的資源的應用邏輯。JSP將網(wǎng)頁(yè)邏輯與網(wǎng)頁(yè)設計和顯示分離，支持可重用的'基于組件的設計，使基于Web的應用程序的開(kāi)發(fā)變得迅速和容易。JSP與Java Servlet一樣，是在服務(wù)器端執行的，通常返回該客戶(hù)端的就是一個(gè)HTML文本，因此客戶(hù)端只要有瀏覽器就能瀏覽。JSP頁(yè)面由HTML代碼和嵌入其中的Java代碼所組成。服務(wù)器在頁(yè)面被客戶(hù)端請求以后對這些Java代碼進(jìn)行處理，然后將生成的HTML頁(yè)面返回給客戶(hù)端的瀏覽器。Java Servlet 是JSP的技術(shù)基礎，而且大型的Web應用程序的開(kāi)發(fā)需要Java Servlet和JSP配合才能完成。JSP具備了Java技術(shù)的簡(jiǎn)單易用，完全的面向對象，具有平臺無(wú)關(guān)性且安全可靠，主要面向因特網(wǎng)的所有特點(diǎn)。

JSP可以將內容的生成和顯示進(jìn)行分離。使用JSP技術(shù),Web頁(yè)面開(kāi)發(fā)人員可以使用HTML或者XML標記來(lái)設計和格式化最終頁(yè)面,使用JSP標記或者腳本片斷來(lái)生成頁(yè)面上的動(dòng)態(tài)內容;其編寫(xiě)的程序的執行效率高。JSP 頁(yè)面將被編譯成Servlet并由Java虛擬機執行,編譯過(guò)程只在JSP頁(yè)面第一次執行時(shí)進(jìn)行,不需要每次執行程序

時(shí)都編譯;對不同瀏覽器的兼容很好;強調可重用的組件。絕大多數JSP頁(yè)面依賴(lài)于可重用的、跨平臺的組件(JavaBeans或者Enterprise JavaBeans 組件) 來(lái)執行應用程序所要求的更為復雜的處理;采用標記簡(jiǎn)化頁(yè)面的開(kāi)發(fā);具有Java的所有優(yōu)點(diǎn)。包括高效的存儲管理、安全性、易擴充性、強大的數據庫支持以及各種API的支持。

自JSP推出后，眾多大公司都支持JSP技術(shù)的服務(wù)器，如IBM、Oracle、Bea公司等，所以JSP迅速成為商業(yè)應用的服務(wù)器端語(yǔ)言。

JSP的優(yōu)勢如下：

(1)一次編寫(xiě)，到處運行。在這一點(diǎn)上Java比PHP更出色，除了系統之外，代碼不用做任何更改。

(2)系統的多平臺支持。基本上可以在所有平臺上的任意環(huán)境中開(kāi)發(fā)，在任意環(huán)境中進(jìn)行系統部署，在任意環(huán)境中擴展。相比ASP/PHP的局限性是顯而易見(jiàn)的。

(3)強大的可伸縮性。從只有一個(gè)小的Jar文件就可以運行Servlet/JSP，到由多臺服務(wù)器進(jìn)行集群和負載均衡，到多臺Application進(jìn)行事務(wù)處理，消息處理，一臺服務(wù)器到無(wú)數臺服務(wù)器，Java顯示了一個(gè)巨大的生命力。

(4)多樣化和功能強大的開(kāi)發(fā)工具支持。這一點(diǎn)與ASP很像，Java已經(jīng)有了許多非常優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)工具，而且許多可以免費得到，并且其中許多已經(jīng)可以順利的運行于多種平臺之下。

2.設計步驟

2.1需求分析

用戶(hù)來(lái)到網(wǎng)站后，可以瀏覽新聞，也可以根據自己的需求下載課件，播放視頻及相關(guān)資料，同時(shí)也可以進(jìn)行試卷測試，在遇到困難時(shí)可以在留言板上留言討論。教師的職責是提供相關(guān)教學(xué)資料，給同學(xué)解答疑問(wèn)。而管理員管理的功能為新聞管理、用戶(hù)管理、論壇管理、試卷管理、教學(xué)資料管理等。

2.2系統功能描述

根據業(yè)務(wù)需求，從功能上來(lái)看，主要需要如下幾個(gè)模塊：

(1)登陸模塊，這時(shí)前臺登陸，普通用戶(hù)(學(xué)生)竟然系統的入口。

(2)新聞模塊，分為新聞添加、新聞管理和類(lèi)別管理三部分，由管理員新聞的添加刪除和分類(lèi)，同時(shí)在前臺讓用戶(hù)看到一些重要的公告。