CN106454279A - 一种嵌入式视频监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于视频监控技术领域，具体公开了一种嵌入式视频监控系统。该嵌入式视频监控系统包括第一视频监视模块、存储模块、显示模块、第二视频监视模块、以太网模块、PC机终端、控制模块等，控制模块分别连接第一视频监视模块、第二视频监视模块、存储模块、显示模块和以太网模块，以太网模块连接PC机终端。其中，控制模块采用的是S3C6410处理器，S3C6410处理器采用嵌入式Linux操作系统，其上内设有驱动程序模块和图像解码程序模块等。本发明的嵌入式视频监控系统实现了实时视频监控和网络远程监控的目的，具有体积小、灵活性高且能有效提高系统的稳定性和适用性以及降低系统监控运行的维护成本的优点。

Description

一种嵌入式视频监控系统
【技术领域】
本发明涉及视频监控领域，特别涉及一种嵌入式视频监控系统。
【背景技术】
近年来随着嵌入式技术、互联网技术的飞速发展,使得嵌入式视频监控系统的研究与实现越来越受到业界的重视。目前，视频监控系统设备都是以个人计算机为核心进行处理的。利用个人计算机强大的处理能力和通用的接口，设计专门视频监控系统硬件设备，应用非常广泛。但因为其体积庞大、成本高、功耗大，因此许多场合这类设备并不适合于视频监控。在这种需求下，设计一种灵活性高、成本低、高性能的嵌入式视频监控系统成为了视频监控领域的需要。
然而，目前的嵌入式视频监控系统多是以DSP芯片或者ARM9芯片为核心开发的。基于DSP芯片的视频监控系统虽然在视频信号处理上优势明显，但其在智能化监控上的短板极大地限制了它的应用；基于ARM9的监控系统虽然能够克服DSP芯片的不足，但是其在视频信号处理能力上的不足，使其不得不依靠专业的多媒体芯片来完成视频信号的处理，而这无疑将增加制造成本。
【发明内容】
鉴于上述内容，有必要提供一种嵌入式视频监控系统，该嵌入式视频监控系统使用S3C6410处理器搭载嵌入式Linux操作系统作为控制系统，将采集到的视频信号进行处理后显示在显示器上，并通过内设的Web服务器和3G无线通信模块，实现Web服务功能和外网访问功能，实现了实时视频监控、网络远程监控和内外网均可进行视频信息访问的功能，具有体积小、灵活性高的优点，可以有效提高系统的稳定性和适用范围以及降低系统监控运行的维护成本。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种嵌入式视频监控系统，包括：
第一视频监视模块，所述第一视频监视模块用于采集监视区域内的视频图像并输出第一视频信号；
存储模块，所述存储模块用于存储所述第一视频监视模块采集到的视频图像；
显示模块，所述显示模块用于显示所述第一视频监视模块采集到的视频图像；
第二视频监视模块，所述第二视频监视模块用于采集监视区域内的视频图像并输出第二视频信号；
以太网模块，所述以太网模块用于连接PC机终端；
USB总线协议模块，所述USB总线协议模块用于连接监视终端；以及
控制模块，所述控制模块分别连接所述第一视频监视模块、所述第二视频监视模块、所述存储模块、所述显示模块、所述以太网模块和所述USB总线协议模块，其用于对视频信号进行处理并同时进行高速信号传输，采用的是S3C6410处理器，所述S3C6410处理器采用嵌入式Linux操作系统，其上内设有驱动程序模块、图像解码程序模块、传输程序模块、视频信息压缩模块、嵌入式Web服务器以及3G无线通信模块；所述驱动程序模块用于驱动第一视频监视模块和第二视频监视模块运行；所述图像解码程序用于对第一视频监视模块和第二视频监视模块所采集到的视频图像信号进行解码，其与所述视频信息压缩模块连接；所述视频信息压缩模块用于对视频信息进行压缩编码，并通过连接所述传输程序模块的方式将压缩编码后的视频信息发于所述传输程序模块；所述传输程序模块用于传输视频信号，其分别与所述存储模块、所述显示模块、所述嵌入式Web服务器和所述3G无线通信模块连接；所述Web服务器通过所述以太网模块连接所述PC机终端；所述3G无线通信模块通过所述USB总线协议模块连接所述监视终端；
所述第一视频监视模块和所述第二视频监视模块在S3C6410处理器调用的驱动程序模块的控制下，分别进行视频图像采集并输出相应的第一视频信号和第二视频信号给所述S3C6410处理器，所述S3C6410处理器再将该第一视频信号和所述第二视频信号传给图像解码程序模块进行解码，所述图像解码程序模块再将解码后的第一视频信号和第二视频信号传给视频信息压缩模块进行压缩编码处理，后由所述视频信息压缩模块传递给传输程序模块进行传输，所述传输程序模块将压缩编码处理后的第一视频信号分别发送给所述存储模块存储和所述显示模块显示，同时将压缩编码处理后的第二视频信号分别发送给所述Web服务器和所述3G无线通信模块，所述Web服务器再通过所述以太网模块将处理后的第二视频信号发于所述PC机终端，所述3G无线通信模块则通过所述USB总线协议模块将处理后的第二视频信号发于所述监视终端。
进一步的，还包括与系统中各用电模块连接的电源模块，所述电源模块为太阳能电源，其用于系统供电。
进一步的，所述S3C6410处理器上还内设有由两片16位128MB的DDR内存组成的动态存储单元，所述动态存储单元用于为所述S3C6410处理视频信号提供内存。
进一步的，所述S3C6410处理器上还内设有由1GB的闪存构成的静态存储单元，所述静态存储单元用于保存所述S3C6410处理器上的程序模块。
进一步的，所述S3C6410处理器上还内设有Qt摄像头应用程序模块，所述Qt摄像头应用程序模块用于在Qt界面下对视频图像进行采集和存储。
进一步的，所述第一视频监视模块为OV9650摄像头；所述第二视频监视模块为USB摄像头。
进一步的，所述显示模块为TFT-LCD显示器或VGA显示器。
进一步的，所述视频信息压缩模块采用的压缩编码方式为MPEG-4编码方式。
由于使用了本发明的技术方案，本发明具有以下有益效果：
首先，本发明使用S3C6410处理器搭载嵌入式Linux操作系统作为控制系统，具有良好的操作性，可通过调用不同功能的模块来对视频信号进行采集、处理，灵活性高、体积小，系统运行的维护成本低；第二，通过在S3C6410处理器上内设的Web服务器和3G通信模块，提供Web服务功能和外网访问功能，用户不仅可通过内部网络、还可通过外网网络随时查看系统中保存的视频图像，大幅度提高了系统的适用范围，并将OV96540摄像头的视频信息显示在显示器上，实时性强；第三，S3C6410处理器上设有用于为S3C6410处理视频信号提供内存的动态存储单元和用于保存程序的静态存储单元，不仅解决了S3C6410在图像处理时内存不足的问题，而且为程序的持久保存提供了便利，从而有效增加了系统的稳定性，进而减小了系统运行的维护成本；第四，通过采用MPEG-4编码方式对视频信息进行压缩编码，满足了高压缩比和随机访问两个要求，使经过压缩编码的视频信号更适合网络传输，有利于增加系统的稳定性。
【附图说明】
图1是本发明的系统硬件结构图。
【具体实施方式】
如图1所述，一种嵌入式视频监控系统，包括第一视频监视模块、存储模块、显示模块、第二视频监视模块、以太网模块、PC机终端、USB总线协议模块、监视终端以及控制模块，控制模块分别连接第一视频监视模块、第二视频监视模块、存储模块、显示模块、以太网模块和USB总线协议模块，以太网模块连接PC机终端，USB总线协议模块连接监视终端。
其中，用于采集监视区域内的视频图像并输出第一视频信号的第一视频监视模块，采用的是OV9650摄像头，OV9650摄像头是一种低电压且具有130W象素的CMOS图像传感器模块，其内部提供了完整的相机和图像处理功能的单元，这使得视频图像的采集和视频信号的形成一体化，从而减少了系统的体积并提高了系统的响应速度；其在对视频信息进行采集之前，要进行初始化，其初始化步骤为：1)设置输出图片的尺寸；2)设置输出图片格式；3)设置图片输出帧率；4)设置输出图片质量；5)设置预览图片的尺寸；6)对焦模式设置为自动对焦模式。存储模块用于存储第一视频监视模块采集到的视频图像，便于需要时对视频图像进行调取，提高了系统视频图像保存的持久性和有效性。
而用于显示第一视频监视模块采集到的视频图像显示模块，采用的是TFT-LCD显示器或VGA显示器。其中，TFT-LCD显示器具有性能良好、自动化程度高、原材料来源广泛、成本低廉等特点，它能很好的满足人们的视觉要求，提供良好的显示效果；而VGA显示器能够编码视频信号，产生同步信号为NTSC和PAL标准，并且还可以接受不同的数据格式，实用性强。
另外，用于采集监视区域内的视频图像并输出第二视频信号的第二视频监视模块为USB摄像头，USB摄像头具有体积小、价格低、可快速安装且占用内存小的优点，可以有效减少系统的体积并增加系统运行的稳定性。
进一步的，用于对视频信号进行处理并同时进行高速信号传输的控制模块，其采用的是S3C6410处理器，S3C6410处理器采用嵌入式Linux操作系统，其上内设有驱动程序模块、图像解码程序模块、传输程序模块、视频信息压缩模块、嵌入式Web服务器、3G无线通信模块以及Qt摄像头应用程序模块。其中，S3C6410处理器是一种基于RISC指令集的32位的控制芯片，具有低成本、低功耗、高性能的特点，其不仅拥有多种外设接口，支持多种外部存储设备，而且还拥有许多硬件外围设备，利于本发明摄像头、显示器的挂载连接；嵌入式Linux系统具有良好的操作性和移植性，基于该操作系统来运行处理器上的模块，可提高系统的灵活性好而稳定性；而S3C6410处理器上内设有的一系列模块相互作用，实现了视频图像的实时更新和维护了系统的稳定性，其中，驱动程序模块用于驱动第一驱动视频监视模块和第二驱动视频监视模块运行；图像解码程序用于对第一驱动视频监视模块和第二驱动视频监视模块所采集到的视频图像信号进行解码，其与视频信息压缩模块连接；视频信息压缩模块用于对视频信息进行压缩编码，并通过连接传输程序模块的方式将压缩编码后的视频信息发于传输程序模块；传输程序模块用于传输视频信号，其分别与存储模块、显示模块、嵌入式Web服务器和3G无线通信模块连接；Web服务器通过以太网模块连接PC机终端；3G无线通信模块通过USB总线协议模块连接监视终端；而Qt摄像头应用程序模块用于在Qt界面下对视频图像进行采集和存储，其设计的步骤为：1)设置环境变量；2)在后台启动设计器；3)建立Qt工程；4)在Qt窗口界面添加操作按钮；5)利用槽工具给各个按钮控件添加函数，以便在Qt应用程序在运行的时候能正确的执行相应的按钮响应；6)使用Connections按钮将各个控件与槽建立关联；7)保存退出即可。
第一视频监视模块和第二视频监视模块在S3C6410处理器调用的驱动程序模块的控制下，分别进行视频图像采集并输出相应的第一视频信号和第二视频信号给S3C6410处理器，S3C6410处理器再将该第一视频信号和第二视频信号传给图像解码程序模块进行解码，图像解码程序模块再将解码后的第一视频信号和第二视频信号传给视频信息压缩模块进行压缩编码处理，后由视频信息压缩模块传递给传输程序模块进行传输，传输程序模块将压缩编码处理后的第一视频信号分别发送给存储模块存储和显示模块显示，同时将压缩编码处理后的第二视频信号分别发送给Web服务器和3G无线通信模块，Web服务器再通过以太网模块将处理后的第二视频信号发于PC机终端，3G无线通信模块则通过USB总线协议模块将处理后的第二视频信号发于监视终端。
进一步的，所述嵌入式视频监控系统还包括与系统中各用电模块连接的电源模块，其用于系统供电，本发明的电源模块为太阳能电源，这可以提高系统的适用性，从而加强了系统的工作能力，而且这也是基于嵌入系统的低功耗的优点，可以更为方便的进行电源的移植与安装。
进一步的，S3C6410处理器上还内设有由两片16位128MB的DDR内存组成的动态存储单元和由1GB的闪存构成的静态存储单元。其中，动态存储单元用于为S3C6410处理器处理视频信号提供内存，这解决了S3C6410处理器在图像处理时内存不足的问题，为系统稳定流畅的运行提供了条件；而静态存储单元用于保存S3C6410处理器的程序模块，有利于延长程序模块的持久性。
综上所述，本发明的嵌入式视频监控系统具有灵活性高、体积小、成本低及稳定性高且可同时通过内网和外网进行视频信息访问的优点，具有实用性。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：包括：
第一视频监视模块，所述第一视频监视模块用于采集监视区域内的视频图像并输出第一视频信号；
存储模块，所述存储模块用于存储所述第一视频监视模块采集到的视频图像；
显示模块，所述显示模块用于显示所述第一视频监视模块采集到的视频图像；
第二视频监视模块，所述第二视频监视模块用于采集监视区域内的视频图像并输出第二视频信号；
以太网模块，所述以太网模块用于连接PC机终端；
USB总线协议模块，所述USB总线协议模块用于连接监视终端；以及
控制模块，所述控制模块分别连接所述第一视频监视模块、所述第二视频监视模块、所述存储模块、所述显示模块、所述以太网模块和所述USB总线协议模块，其用于对视频信号进行处理并同时进行高速信号传输，采用的是S3C6410处理器，所述S3C6410处理器采用嵌入式Linux操作系统，其上内设有驱动程序模块、图像解码程序模块、传输程序模块、视频信息压缩模块、嵌入式Web服务器以及3G无线通信模块；所述驱动程序模块用于驱动第一视频监视模块和第二视频监视模块运行；所述图像解码程序用于对第一视频监视模块和第二视频监视模块所采集到的视频图像信号进行解码，其与所述视频信息压缩模块连接；所述视频信息压缩模块用于对视频信息进行压缩编码，并通过连接所述传输程序模块的方式将压缩编码后的视频信息发于所述传输程序模块；所述传输程序模块用于传输视频信号，其分别与所述存储模块、所述显示模块、所述嵌入式Web服务器和所述3G无线通信模块连接；所述Web服务器通过所述以太网模块连接所述PC机终端；所述3G无线通信模块通过所述USB总线协议模块连接所述监视终端；
所述第一视频监视模块和所述第二视频监视模块在S3C6410处理器调用的驱动程序模块的控制下，分别进行视频图像采集并输出相应的第一视频信号和第二视频信号给所述S3C6410处理器，所述S3C6410处理器再将该第一视频信号和所述第二视频信号传给图像解码程序模块进行解码，所述图像解码程序模块再将解码后的第一视频信号和第二视频信号传给视频信息压缩模块进行压缩编码处理，后由所述视频信息压缩模块传递给传输程序模块进行传输，所述传输程序模块将压缩编码处理后的第一视频信号分别发送给所述存储模块存储和所述显示模块显示，同时将压缩编码处理后的第二视频信号分别发送给所述Web服务器和所述3G无线通信模块，所述Web服务器再通过所述以太网模块将处理后的第二视频信号发于所述PC机终端，所述3G无线通信模块则通过所述USB总线协议模块将处理后的第二视频信号发于所述监视终端。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：还包括与系统中各用电模块连接的电源模块，所述电源模块为太阳能电源，其用于系统供电。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述S3C6410处理器上还内设有由两片16位128MB的DDR内存组成的动态存储单元，所述动态存储单元用于为所述S3C6410处理视频信号提供内存。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述S3C6410处理器上还内设有由1GB的闪存构成的静态存储单元，所述静态存储单元用于保存所述S3C6410处理器上的程序模块。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述S3C6410处理器上还内设有Qt摄像头应用程序模块，所述Qt摄像头应用程序模块用于在Qt界面下对视频图像进行采集和存储。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述第一视频监视模块为OV9650摄像头；所述第二视频监视模块为USB摄像头。
7.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述显示模块为TFT-LCD显示器或VGA显示器。
8.根据权利要求1所述的一种嵌入式视频监控系统，其特征在于：所述视频信息压缩模块采用的压缩编码方式为MPEG-4编码方式。
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