基于嵌入式技术的智能监控系统

JIUJIANGUNIVERSITY毕业论文题目基于嵌入式技术的智能监控系统显示模块的驱动与应用开发英文题目Driven/ApplicationDevelopmentofDisplayModuleinIntelligentMonitoringSystemBasedonEm-beddedTechnology院系信息科学与技术学院专业计算机科学与技术姓名唐芳杰班级学号信A081150指导教师刘华中二○一二年五月I信息科学与技术学院学士学位论文摘要基于嵌入式技术的智能监控系统在当今社会被广泛应用于办公以其家居和公共场所，其显示模块主要以LCD屏来进行显示，LCD也被广泛的应用与手机、平板电脑等场合。系统从整个架构上可以分为硬件和软件两部分，硬件部分在系统中关注的是S3C2410开发板和LCD屏，软件部分主要是U-boot、Linux操作系统与根文件系统。驱动与应用是基于Linux内核上所进行的开发。系统主要对基于嵌入式技术的智能监控系统显示模块的驱动与应用进行开发，主要完成开发板上的Linux+ARM嵌入式系统搭建，并开发LCD驱动，还做了智能监控系统显示模块相关的服务器搭建。系统采用嵌入式Linux操作系统，在系统进行开发之前，首先需要搭建嵌入式系统开发环境。在搭建好嵌入式系统开发环境之后，再对显示模块的驱动进行开发，在内核中将显示模块的驱动进行加载，然后以开发板作为服务器端搭建服务器。最后在PC机上以客户端或者在服务器端本地进行显示操作。关键字：嵌入式，智能监控系统，LCD显示屏II信息科学与技术学院学士学位论文AbstractBasedonembeddedtechnologyofintelligentmonitoringsystemintoday'ssocietyiswidelyusedinofficewithitshouseholdandpublicplaces,thedisplaymodulemainlytoLCDscreentothatLCDiswidelyappliedwiththemobilephone,tabletcomputerandsoon.Fromthewholeframeworksystemhardwareandsoftwarecanbedividedintotwoparts,hardwarepartofourattentionisS3C2410developmentboardandLCDscreen,softwareofmainisU-boot,Linuxoperatingsystemwithrootfilesystem.DriveandapplicationisbasedontheLinuxkernelofthedevelopment.Systemmainlybasedonembeddedtechnologytotheintelligentmonitoringsystemdisplaymoduledriverandapplicationdevelopment,mainlyontheboardfinishdevelopmentLinux+ARMembeddedsystemsetup,andthedevelopmentofLCDdrive,alsodointelligentmonitoringsystemofthedisplaymodulerelatedserverstructures.ThesystemusestheembeddedLinuxoperatingsystem,inthissystembeforedevelopment,wefirstneedtobuildembeddedsystemdevelopmentenvironment.Inapparentembeddedsystemdevelopingenvironment,thentodisplaymoduledriverofdevelopment,willshowinthekernelmodulesofthedriveforloading,andthen,withdevelopmentboardtoserveastheserverbuildserver.FinallyinthePCtotheclientontheserverorlocalshowoperation.Keywords:Embedded,Intelligentmonitoringsystem,LCDIII信息科学与技术学院学士学位论文目录摘要.....................................................IAbstract..................................................II1绪论1.1选题背景..............................................(1)1.2选题意义.............................................(2)1.3课题国内外研究现状....................................(2)1.4论文主要工作..........................................(3)1.5论文结构..............................................(4)2系统总体架构设计2.1硬件架构设计..........................................(5)2.2软件架构设计..........................................(7)2.3本章小结..............................................(9)3硬件原理分析3.1LCD屏工作时序分析...................................(10)3.2LCD控制器分析.......................................(10)3.3本章小结.............................................(13)4驱动设计与开发4.1嵌入式ARM-Linux环境建立.............................(14)IV信息科学与技术学院学士学位论文4.2LCD驱动结构设计.....................................(18)4.3LCD驱动程序的开发...................................(21)4.4LCD设备驱动的加载...................................(27)4.5本章小结.............................................(28)5显示模块在系统中的应用实现5.1搭建BOA服务器.......................................(29)5.2服务器端的实现.......................................(30)5.3客户端的实现.........................................(32)5.4本章小结.............................................(33)6系统测试与维护6.1系统测试.............................................(34)6.2本章小结.............................................(38)总结..................................................(39)致谢..................................................(41)参考文献................................................(42)1信息科学与技术学院学士学位论文1绪论监控系统是用于指定场景区域进行监视，并把其视频信息传递给监控者，使其能根据情况采取适当的措施。监控技术是随着计算机技术、信息技术的发展而发展的，传统的监控系统包括模拟场景监控和数字视频监控。它们都能准确地反映被监控场景的情况，满足人们对安全性的需要。而且随着计算机视觉与人工智能技术发展，新一代的智能监控技术产生了。智能监控系统采用智能监控技术，与计算机视觉进行紧密的结合，从而实现了不需要人为干预，依靠计算机自动分析感知器记录的视频序列图像，对动态场景中运动目标的定位、识别与跟踪的目的，在此基础上分析和判断目标的行为，在发生异常时做出反应，它具有类似人一样的智能，能代替人完成一些监视任务[1]。智能化是视频监控技术的最高境界，监控系统由目视解释转化为自动解释是视频监控技术的飞跃，是安防技术发展的必然。随着先进理论的不断应用，智能监控系统将会在未来的安防领域中发挥更加重要的作用。1.1选题背景近些年来，智能监控技术在很多方面得到了广泛的应用：（1）物业管理。据公安部2011年发布的不完全统计，60%的刑事案件为入室盗窃，对此，人民越来越关注自身家居的安全性[2]。而智能监控系统发展到现在，只要在相关的硬件和软件便可实现。（2）交通管理。随着我国私家车的快速增长，城市交通管理也成为各大城市管理的一大难题。而智能监控系统能通过远程视频准确的了解各个街道的交通状态，从而充分利用现有的道路资源，提高交通管理的能力。（3）军事领域。我国是个幅员辽阔的大国，有着上万公里的海岸线和边界线，因此，及时的掌握边防区域的情况有着很重要的意义。通过建立智能监控系统，能提高情报获取的实时性和综合处理能力。2信息科学与技术学院学士学位论文1.2选题意义智能视频监控系统是计算机嵌入式领域一个新兴的应用方向和备受关注的前沿课题。伴随着网络技术和数字视频技术的飞速发展，监控技术正向着数字化、智能化、网络化方向不断前进[3]。智能视频监控系统的需求主要来自于那些对安全要求敏感的场合，如军队、银行、商店、停车场、居民小区、交通路口、商业大楼等。当盗窃、追赶、滞留等异常行为发生时，该类系统能够向保卫人员准确及时地发出警报，从而避免犯罪的发生，同时也减少了雇佣大批监视人员所需要的人力、物力与财力的投入[4]。1.3课题国内外研究现状智能视频监控系统发展了短短二十几年时间，从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，从技术角度出发，智能视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统，到第二代基于“PC+多媒体卡”数字视频监控系统，到第三代完全基于IP网络视频监控系统[5]。第一代视频监控是传统模拟闭路视频监控系统，依赖摄像机、缆、录像机和监视器等专用设备。例如，摄像机通过专用同轴缆输出视频信号。缆连接到专用模拟视频设备，如视频画面分割器、矩阵、切换器、卡带式录像机及视频监视器等。这存在大量局限性，有限监控能力只支持本地监控，受到模拟视频缆传输长度和缆放大器限制。有限可扩展性系统通常受到视频画面分割器、矩阵和切换器输入容量限制。录像负载重用户必须从录像机中取出或更换新录像带保存，且录像带易于丢失、被盗或无意中被擦除[6]。录像质量不高录像是主要限制因素。录像质量随拷贝数量增加而降低。第二代视频监控是当前“模拟-数字”监控系统，“模拟-数字”监控系统是以数字硬盘录像机DVR为核心半模拟-半数字方案，从摄像机到DVR仍采用同轴缆输出视频信号，通过DVR同时支持录像和回放，并可支持有限IP网络访问，由于DVR产品五花八门，没有标准，所以这一代系统是非标准封闭系统，DVR系统仍存在大3信息科学与技术学院学士学位论文量局限，复杂布线“模拟-数字”方案仍需要在每个摄