北方日光温室远程视频监控系统设计.pdf

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1、第3期总第213期农业科技与装备NO．3TOtalNO．2132012年3月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentMar．2012北方日光温室远程视频监控系统设计张静，汤会祥(1．辽宁信息职业技术学院，辽宁辽阳111000；2．大连电力勘察设计院有限公司，辽宁大连116011)摘要：设计一款基于嵌入式Linux和3G网络技术的远程视频监控系统。该系统采用$3C2410嵌入式处理器和Linux操作系统，利用视频服务器软件，通过3G无线上网卡完成客户端与视

2、频服务器的通信，可用于对农业温室作物生长状况进行监控。关键词：远程监控；嵌入式系统；Linux；视频；3G；温室中图分类号：TP273．5文献标识码：A文章编号：1674—1161(2012)03—0052—02在农业领域中实现对农作物生长情况和病虫害情况的远程实时观察，并建立起有效的监测网络，对于病虫害防治和作物的科学管理具有重要意义。客S3C2410户■—-．嵌入式Web服本文设计一款基于嵌入式Linux和3G网络技术端务器的远程视频监控系统，对农业温室作物生长状况进行监控。该系统基于成熟的嵌

3、入式技术，采用智能化的图1系统总体结构处理系统。同时应用无线传输技术，能够实现远程的Figure1Overallsystemstructure农业专家协助，对作物进行全天24h的实时监控，随kB数据缓存，在高性能和低功耗特性方面提供了可时掌握温室内作物的基本长势，并且可以将作物整个靠的性能。无线模块选用中兴3G模块MC8630，数据生长周期的视频信息进行存储，便于日后进行学习研速率为前向3．1MB／s、反向1．8MB／s。选用中星微的究。ZC0301作为视频压缩编码芯片，VimicroZC0301

4、主1系统总体结构要由系统控制、图像信号处理、次取样和水平扫描、该系统由监控现场摄像头、嵌入式视频服务器、JPEG编码器和USB设备控制五大功能模块组成。图客户端3个部分组成。监控现场摄像头实现图像的采像传感器选择美光的MI360。MI360和ZC0301压缩集．并把采集的图像信息通过内部总线传送给嵌入式编码芯片完成视频数据的采集、压缩和编码。系统硬视频服务器。嵌入式视频服务器是一个基于$3C2410件结构如图2所示。处理器、H．264压缩、Web服务器和Linux操作系统的嵌入式系统。其主要功能是

5、对摄像头采集到的图像进行H．264压缩编码．并对编码后的图像通过3G无线网络进行传输。客户端主要完成图像的接收和解压缩．用户可以通过web浏览器访问嵌人式视频服务器来观看摄像头采集到的图像，从而实现远程视频监控。系统总体结构如图1所示。2系统硬件结构系统硬件由图像传感器MI360、3G无线模块图2系统硬件结构MC8630、图像压缩芯片ZC0301、微处理器芯片Figure2Hardwarestructureofthesystem$3C2410、以太网控制芯片、SDRAM等组成。$3C24103系统

6、软件结构具有低功耗、精简而出色的全静态设计等特点，具备系统软件由摄像头驱动模块、图像采集模块、H．MMU存储器管理功能，拥有独立的l6kB指令和16264图像压缩模块、嵌人式Web服务器组成。摄像头驱动模块实现摄像头在Linux操作系统下的正常工收稿日期：2012—03—05作，并为应用程序提供接口。图像采集程序获取摄像作者简介：张静(1973一)，女，副教授，从事电子与自动化技术方面的教学与科研工作。头传送过来的图像信息并进行暂存。H．264压缩模块2012年第3期张静等：北方目光温室远程视频监

7、控系统设计53完成对原始图像的编码处理。嵌入式Web服务器实LinuxKernel中支持影像设备的一组APIs，配合适当现图像数据处理与网络传输。嵌入式Web服务器一的视频采集卡与视频采集卡驱动程序，可以实现影像般由5个主要模块组成：嵌入式HITP引擎、安全模采集、AM／FM无线广播、影像CODEC、视频切换等功块、应用程序接口、文件系统和配置模块。系统软件结能。Video4linux为二层式架构．上层为Video4linux构如图3所示。驱动程序本身，下层架构则是影像设备的驱动程序。3)嵌人式W

8、eb服务器设计。选用适合嵌入式系基于嵌入式linux的统的Boa服务器，它是单任务H1TrP服务器，占用空◆WEB~8间小，支持动态Web技术的CGI技术，源代码开放。匝至圈．性能高。公共网关接口CGI是一个Web服务器与外臣巫回部程序之间通信方式的标准。使外部程序能生成网页浏览器HTML、图像或其他内容，其服务器处理的方式与那些非外部程序生成的HTML、图像等处理方式相同。CGI程序人口为main()函数，函数首先执行初始化用图像采集模块到的变量．然后根据提供的环境变量Envir