江苏科技大学-嵌入式课程设计--基于WEB的视频远程监控设计

嵌入式远程网络监控系统第1页共14页2020-6-15嵌入式课程设计实验报告书设计题目：远程网络视频监控系统设计专业通信工程成员梅发同0942826124黄小青0942826120刘阳0942826122嵌入式远程网络监控系统第2页共14页2020-6-15远程网络视频监控1引言嵌入式系统课程设计是本专业在学习完C语言、LINUX操作系统、嵌入式系统原理与接口设计、嵌入式操作系统原理之后的专业课程设计，属于专业课内容。通过课程设计建立嵌入式系统主体环节，嵌入式系统的最小结构和系统应用设计基本技能，培养分析和解决一些简单的实际问题的能力，为今后毕业设计奠定基础。随着嵌入式技术的发展和高速宽带网络的普及,利用网络实现远程监控已为人们广泛接受,嵌入式网络监控技术正是在此条件下逐步发展成熟起来的。用户使用Web浏览器,通过以太网远程访问内置Web服务器的监控摄像机,不但可以实现对现场的远程视频监控,而且可以向监控现场发送指令。在整个系统的实现过程中,嵌入式Web服务器起着十分重要的作用。本课题就是基于该项技术，最终编程实现通过网络控制下位机嵌入式控制器的电机启动和停止。1.1研究目的和意义1、通过嵌入式课程设计，熟练掌握C语言的编程方法。基于WEB的远程监控的实现，CGI的编写和使用，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。2、通过基于WEB的嵌入式远程监控系统的设计，掌握S3C2410实验箱,直流电机的工作原理，BOA服务器的使用，CGI的使用和简单程序的编写及调试方法，最终提高我们的动手实践能力。3、本课题的研究目的是用BOA服务器、CGI、IE浏览器设计一个通过IE浏览器监控电机的系统，能够通过两个简单的按键对电机进行启动和停止的控制，并能够在IE浏览器上看到电机的当前状态。4、由于基于WEB的嵌入式远程监控系统将成为今后远程监控技术发展的主流方向，所以需要设计出简单实用，让人们更满意的产品。1.2本设计任务和主要内容1．基本要求本课题主要设计和研究基于WEB的嵌入式远程监控系统，要求在远程WEB上能看到本地监控摄像头所采集的实时图像。嵌入式远程网络监控系统第3页共14页2020-6-152．应解决的问题1）设计系统网络方案2）分析网络程序结构和应用程序的使用方法3）编程实现嵌入式系统服务器功能4）编程实现嵌入式系统联网功能2实验设备及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M，130万高清摄像头.。软件：PC机操作系统REDHATLINUX9.0、MINICOM、AMRLINUX开发环境。UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪嵌入式Linux开发平台简介Linux价格低廉、功能强大，可以运行在X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,MOTOROLA，NEC，ARM等硬件平台上，而且开放源代码，可以定制。我们所介绍的硬件平台是基于ARM体系结构，由北京博创兴业科技有限公司开发的UP-NetARM3000、UP-NetARM2410系列以及UP-TECHPXA270系列实验仪器。UP-NetARM3000的CPU为ARM7TDMI内核的三星S3C44B0X01芯片，由于没有MMU（内存管理单元）只能运行uClinux，UP-NetARM2410系列的CPU为ARM920T内核的三星S3c2410芯片，由于有MMU可以运行标准的ARM-LINUX内核。UP-TECHPXA270系列实验仪器为IntelPXAARM10系列CPU。通过这些硬件平台，我们可以学习嵌入式LINUX中的针对有MMU和无MMU的不同开发过程。UP-NetARM3000和UP-TECHPXA270系列产品及其相关资料可以访问博创公司的网站获得。本书以UP-NetARM2410嵌入式远程网络监控系统第4页共14页2020-6-15系列中的经典版UP-TECHS2410/P270DVP为例，详细介绍嵌入式Linux的开发过程3实验内容:基于UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪平台，在ARM-Linux系统下，实现嵌入式WEB服务器BOA和视频服务器SPCASERV搭建视频监控系统。4实验步骤:4.1、移植BOA服务器打开虚拟机，启动linux。新建终端，输入minicom启动实验箱Minicom启动图设置ip并且在minicom下ping通主机实验用主机IP：192.168.0.100开发板IP：192.168.0.122手动创建本实验目录hxq(创建在Linux系统的/mnt/yaffs/目录下)[/mnt/yaffs/]#mkdirhxq我们的光盘中提供了boa的源代码，叫做boa-0.94.13.tar.gz。首先解压该文件至实验目录下：#tarxzvfboa-0.94.13.tar.gz然后进入源代码目录：#cdboa-0.94.13/src修改文件compat.h的第120行：#vicompat.h修改后，第120行的内容如下：#defineTIMEZONE_OFFSET(foo)foo-tm_gmtoff即只是去掉了该行的两个’##’字符。然后修改boa.c:#viboa.c找到该文件的225~227行，注释掉这几行，不然运行的时候会出错。源文件的修改就完成了，现在开始编译。首先，运行configure程序对源文件进行配置：#./configure配置完成后，修改Makefile：#viMakefile修改第31行和32行如下：CC=arm-linux-gcc嵌入式远程网络监控系统第5页共14页2020-6-15CPP=arm-linux-gcc-E修改完成后，保存文件，运行Make进行编译：#make编译完成后，会在该目录下生成我们需要的可执行文件boa。4.2、配置BOA服务器Boa运行时需要在文件系统的/etc/boa目录下有一个boa.conf文件，该文件的全部内容如下：Port80#Listen192.68.0.5UserrootGroup0ErrorLog/var/log/boa/error_logAccessLog/dev/nullServerName:/usr/bin:/usr/local/binAddTypeapplication/x-httpd-cgicgiScriptAlias/cgi-bin//var/另外，在/etc目录下还需要一个mime.types文件，可以直接从宿主机上的/etc目录拷贝过来到ARM系统的根文件系统的/etc目录下。此步骤需要ARM系统配套的根文件系统的源码。运行时需要的目录如下：/var/文件存放的目录/var/这个是CGI程序存放的目录/var/log/boa/error_log这个是boa服务器存放错误日志的地方实际UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪的根文件系统中已经将boa服务器和该服务器运行需要的文件和目录设置好，以上步骤仅供用户参考，可以略过。烧写有boa配置文件的根文件系统制作根文件系统：mkcramfsrootroot.cramfs烧写根文件系统用超级终端，进入viviviviloadflashrootx回车当出现Readyfordownloadingusingxmodem...Waiting......点击超级终端任务栏上“传送”下拉菜单中的“发送文件”，选择好镜像文件root.cramfs,协议为Xmodem,点击“发送,等待root.cramfs烧写完毕；嵌入式远程网络监控系统第6页共14页2020-6-15Root烧写示例图1Root烧写示例图14.3、移植视频服务器SPCASERV1）从下载spcaview源码，或直接使用本实验提供源码，将其解压并进入源码目录。[root@vm-devwebcam]#tar-vxzfspcaview-20061208.tar.gz嵌入式远程网络监控系统第7页共14页2020-6-152）进入解压后源文件目录，修改Makefile文件[root@vm-devwebcam]#cdspcaview-20061208修改CC、CPP编译器宏指定为自己的交叉编译器，并将大约62行处gcc$(SERVFLAGS)–Ospcaserv$(OBJSERVER)$(SERVLIBS)修改改为$(CC)$(SERVFLAGS)–Ospcaserv$(OBJSERVER)$(SERVLIBS)如下所示：注意$(CC)前面边距为TAB制表符间距。[root@vm-devspcaview-20061208]#viMakefileCC=arm-linux-gccCPP=arm-linux-g++Spcaserv:$(OBJSERVER)$(CC)$(SERVFLAGS)–Ospcaserv$(OBJSERVER)$(SERVLIBS)3）保存并退出，编译程序[root@vm-devspcaview-20061208]#makespcaserv编译成功，会在当前目录下生成视频服务器spcaserv4）将spcaview-20061208文件夹中的http-java-applet文件夹的内容(不是目录)拷贝到ARM系统端的/var/目录下，将生成的spcaserv下载到开发板上。4.4、挂载boa和servfox设置网络服务取消防火墙选中NFSNFS配置图设置共享文件夹挂载命令：mount–tnfs–ointr,nolock,rsize=1024,wsize=1024虚拟机IP：/arm2410cl/mnt/nfs在var下创建boa的目录文件将spcaview-20061208文件夹中的http-java-applet文件夹的内容(不是目录)嵌入式远程网络监控系统第8页共14页2020-6-15拷贝到ARM系统端的/var/目录下，将生成的servfox下载到开发板上/var/文件存放的目录/var/这个是CGI程序存放的目录/var/log/boa/error_log这个是boa服务器存放错误日志的地方实验截图：4.5挂载摄像头驱动嵌入式远程网络监控系统第9页共14页2020-6-15此时便可以在试验箱触摸屏上看到摄像头所采集的实时图像实时图像14.6、建立设备节点输入命令：mknod/dev/video0c8104.7、运行boa输入命令：./boa，输入ps查看boa是否运行成功嵌入式远程网络监控系统第10页共14页2020-6-15嵌入式远程网络监控系统第11页共14页2020-6-154.8、运行servfox输入命令：./servfox–g–d/dev/video0–s640x480–w7070到此开发板上所需服务器建立运行完毕，下面进行浏览器端测试。5、WEB客户端测试打开浏览器192.168.0.121（主机上必须安装java运行环境才能运行，实验用电脑已安装Java环境，这里就不再累述，没有的话请自主下载安装。）测试结果：嵌入式远程网络监控系统第12页共14页2020-6-15实时图像2实时图像3嵌入式远程网络监控系统第13页共14页2020-6-156、设计总结经过一周的学习与努力，经过系统分析、方案论证、查找资料，进行设计、调试等阶段完成了基于web的嵌入式远程监控系统课程设计的制作。在这一个周的课程设计中，我们这一组得到了老师和同学很大的帮助，有时候觉得进行不下去了，