基于FPGA的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、應(yīng)用嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢(shì)，嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展并相互結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)品。嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改變了以往的監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，滿足了現(xiàn)代監(jiān)控系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、分布性、實(shí)時(shí)性等，可廣泛運(yùn)用于電信、交通、電力、銀行等領(lǐng)域。正是在這一背景下，本文設(shè)計(jì)了一種基于 FPGA的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)（嵌入式前端子系統(tǒng)）和監(jiān)控中心（后端子系統(tǒng)）組成。
　　本文

2、主要討論嵌入式前端子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在研究了目前流行的嵌入式系統(tǒng)和MPEG-4專用視頻壓縮芯片方案后，確定在嵌入式系統(tǒng)方面采用近幾年興起的片上可編程技術(shù) SOPC來構(gòu)建嵌入式硬件平臺(tái)；音視頻數(shù)據(jù)的壓縮基于專用芯片 GO7007SB來設(shè)計(jì)；利用uClinux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制的方案。論文的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　?、賹?duì)嵌入式前端子系統(tǒng)方案進(jìn)行深入研究，對(duì)其進(jìn)行功能細(xì)分，確定由三部分構(gòu)成：音視頻采集、壓縮子系統(tǒng)和嵌入式

3、子系統(tǒng)。在 Protel環(huán)境下完成音視頻采集和壓縮子系統(tǒng)硬件電路的原理圖設(shè)計(jì)和電路板設(shè)計(jì)。
　?、诮Y(jié)合SOPC技術(shù)，在SOPC Builder環(huán)境下構(gòu)建嵌入式子系統(tǒng)。分析I2C總線協(xié)議，采用HDL語言模擬I2C時(shí)序完成音視頻采集芯片初始化配置。分析GO7007SB標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程，并完成壓縮子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)測(cè)試。
　　③移植 uClinux操作系統(tǒng)，建立程序開發(fā)環(huán)境；研究 Linux環(huán)境下驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，并分析壓縮子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序功

4、能需求，設(shè)計(jì)壓縮子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序。
　?、芴岢鲆环N簡(jiǎn)單的音視頻編碼數(shù)據(jù)分組打包算法，思想在于使得網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的數(shù)據(jù)包的大小盡量一致，減小由于數(shù)據(jù)包大小差異引入的傳輸延遲，使得傳輸趨于穩(wěn)定有序。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于 TCP傳輸協(xié)議的客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)音視頻編碼數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
　　最后對(duì)本文構(gòu)建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的系統(tǒng)架構(gòu)方案有效可行，基于 FPGA的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在可擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性、分布性等方