基于ARM的智能家居视频监控系统Word文件下载.doc

基于ARM的智能家居视频监控系统Word文件下载.doc

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1智能家居系统的总体架构智能家居系统就是利用计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术，将与家庭生活密切相关的家电控制系统、防盗报警系统、网络信息服务系统等通过家庭网络有机结合起来，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

目前比较流行的智能家居系统由四大部分组成：

家居安防系统、家居通讯系统、家居家电自动化控制系统和家居音视频系统。

图1给出了一个简单的智能家居系统架构。

智能家居系统中我们可以通过任意网络设备访问Web服务器的家庭网关以监控家用电器、报警设备和摄像头等设备的运行情况来实现住家的智能化。

在现阶段智能家居起步时期，家居设计的时候往往把音视频系统放在很重要的位置，这里介绍一种用于居家的视频监控方法。

2视频监控系统的架构鉴于家居系统的结构特点，选用集软硬件于一体，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点的嵌入式系统。

设计采用ARM（Adva-ncedRISCMachinesl核嵌入Linux操作系统的方法实现。

系统主要由嵌入式S3C2410处理器、相关支撑硬件、USB摄像头、嵌入式操作系统Li-nux及应用软件等部分组成，该系统是可以独立工作的“器件”。

2．1系统的硬件结构系统硬件部分主要包括S3C2410处理器、储存器和外围电路，其结构框架如图2所示。

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基于ARM9的嵌入式S3C2410处理器是整个系统的核心，它提供了丰富的片内资源，支持Linux操作系统，并能完成整个系统的调度工作。

CPU内置USB控制器，USB摄像头将采集到的图像通过USB接口送与S3C2410进行处理，以等待发送。

网络芯片DM9000有成熟的Linux驱动程序支持，其100Mb／s以太网接口，以传输速率快为设计首选。

2．2构建基于S3C241O的嵌入式Linux系统Linux是一款可以免费使用，且源码开放以便开发人员随意裁剪，且具有稳定性能的操作系统。

宿主机选用RedHat公司的IAnux9．0服务器版，并在其上构建嵌入式Linux开发平台需要的交叉编译环境。

在S3C2410上搭建嵌入式Linux软件平台需要完成引导加载程序Bootloader的移植；

Linux操作系统内核的移植和包含应用程序的文件系统移植。

BootLoader是在操作系统内核运行之前执行的一段小程序。

Linux内核有自己的结构体系，智能家居系统的Linux内核由标准Linux内核裁剪而来。

设计直接通过系统调用访问Linux的内核资源，编译内核时加入USB摄像头Webeve2000主芯片OV511的驱动和以太网控制芯片DM90-00的驱动，文件系统选用Ramdisk技术。

3视频监控系统的实现3．1Vide04Linux程序Vide04Linux（简称V4L）是Linux中关于视频设备的内核驱动，它针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数。

对于USB接口摄像头，其驱动程序中提供基本的I／O操作接口函数open、read、write、close等。

3．2网络通信程序在TCP／IP网络应用中，通信的两个进程间相互作用的主要模式是浏览器／服务器模式，即客户向服务器发出服务请求，服务器接收到请求后，提供相应的服务。

Linux中的网络编程是通过Socket接口来进行的，Socket相当于进行网络通信两端的插座，只要对方的Socket和自己的Socket有通信联接，双方就可以发送和接收数据了。

在智能家居系统中，用户所持有的任意网络设备的和家用ARM9开发板就是Socketet通信的两端。

3．3嵌入式WEB服务器和视频监控的实现家居系统选用的Web服务器是一款非常小巧的，执行代码只有约60kB的一个单任务嵌入式boa服务器。

客户端浏览器和嵌入式Web服务器之间通过HTTP协议所进行的“请求一>

响应”的工作原理如图3所示。

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构建嵌入式服务器boa，并针对具体情况配置boa，这里在／etc下建立boa目录，并在／etc／boa目录下建立boa．conf文件。

设置boa．-conf文件里的用户访问权限Usernobody为user0；

Groupnogroup为Group0；

日志目录Errorlog和AccessLog为var／log／boa／errorlog和／var／log／boa／accesslog；

html文件目录为／var／www；

默认首页为／var／www／；

cgi脚本目录为ScriptAlias／cgi-bin／／var-／www／cgi-bin。

在Makefile文件里修改交叉编译器的路径，并把PC上／etc／mime．types文件拷贝到开发板的／etc目录下。

CGI（通用网关接口）定义了Web服务器与其他可执行程序（CGI）之间进行交互的接口标准。

CGI程序用来完成Web网页中表单数据处理的动态交互工作，CGI程序与Web服务器，以及客户端浏览器之间交互工作的原理如图4所示。

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这里编写的CGI程序主要完成客户端浏览器用户名和密码的校验，通过后完成本地数据的上传。

CGI程序对index．html提交数据的处理，通过登陆后提供进入视频监控界面（http：

／／211．81．251．32：

8888）的链接，我们用webc-amserver作为浏览器端视频播放器，该播放器可随着监控网页的打开而自动下载到用户端浏览器，并不需要专用的浏览器，但看到监控效果是网页打开时刻的静止图像。

我们可以通过手动刷新来达到观看视频的目的，这里在CGI程序里嵌入JavaScript程序实现图像每秒自刷新一次，嵌入自刷新部分程序如下：

这样就可以看到每隔一秒图像就自动载入的动态视频，如图5所示，达到了视频监控的目的。

4结论

采用S3C2410处理器嵌入Linux操作系统的方法实现视频监控可最大程度地节省系统的软硬件资源，硬件部分是系统稳定性、指令执行速度和体积等方面的最佳选择，软件部分以裁剪Linux操作系统的方法实现，用一个精简的操作系统完成图像采集与网络传输的功能，十分适用于智能家居系统中的视频监控。

不仅如此，智能家居的其它功能均可采用类似方法实现，事实上，一个庞大的智能家居系统完全可以由S3C2-410处理器、相关硬件和嵌入裁剪得当的Linux操作系统完成。