（计算机应用技术专业论文）网络实验室远程视频监控系统设计.pdf

a d e s i g nf o rr e m o t ev i d e om o n i t o r i n gs y s t e mi nn e t w o r k l a b o r a t o r i e s b y l i uh u a y a n b e ( x i a n g t a nu n i v e r s i t y ) 2 0 0 5 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g l n c o m p u t e rs c i e n c e i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rk u a n gj i s h u n s e n t i o re n g i n e e rd e n gx u a n m a y , 2 0 1 0 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名：即碎耘 日期：劫厂d 年7 月步日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名：剖并枉 刷噬名：辛临仆 日期： 如f a 年7 月l 日 日期：沙、q 年7 月沪日 蹦络实验审远程视频监控系统设计 摘要 近年来，随着信息技术及其产业的迅速发展，嵌入式系统已经成为当前信息 产业中最受瞩目的焦点之一。随着嵌入式技术的发展，以及人们对如何降低视频 监控系统成本的关注，基于嵌入式的网络视频监控系统也成为新的研发热点。 本研究的任务是设计开发一种用于观察学校网络实验室实验项目运行的远程 视频监控系统。由于嵌入式设备具有体积小、功耗低、数字化、价格低且易于连 接网络实现远程数据交换等优点，本系统设计选择作者所在单位已有的a r m 9 嵌 入式开发板作为硬件开发平台进行开发。在该平台上，通过移植嵌入式l i n u x 操 作系统，用普通的u s b 口摄像头作为视频图像采集设备，用m p e g 一4 算法对采集 到的视频数据进行压缩，并在外接i d e 硬盘上进行存储，然后通过网络进行传送， 远程的客户机可通过浏览器发送访问申请，从而实现在局域例以及i n t e r n e t 上对 远程环境进行视频监控。 本文着重于嵌入式系统的整体开发，对视频监控系统开发的整体流程做了比 较详细的研究。文章首先对视频监控技术及嵌入式相关基础理论进行了简要的介 绍；然后根据需求分析确定了系统的整体设计方案，包括硬件的选型、视频监控 系统的几项关键技术的选型；接着在a r m 9 的丌发板中移植入嵌入式l i n u x 操作 系统，建立一个嵌入式l i n u x 应用终端，并将u s b 摄像头的驱动加载进嵌入式 l i n u x 内核，利用v 4 la p i 函数实现视频采集；以x v i d 模型为基础，用软件实现 视频数据压缩；在i d e 硬盘上进行视频存储，以实现视频的i u i 放功能；构建嵌入 式w e b s e r v e r ，利用j r t p l i b 库实现流媒体传输编程，从而实现网络通信，最后 对系统进行测试。测试结果表明，本系统设计基本达到了预期目标，能够实现在 局域网以及i n t e r n e t 上对实验项目进行视频监控。 关键词：嵌入式；a r m 9 ；远程视频监控；网络实验室；m p e g 一4 工程硕 j 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dc o m p u t e ri n d u s t r y , e m b e d d e di n t e r n e ts y s t e mh a sb e c o m eaw a t c h f u lf o c u si ni ti n d u s t r yi nr e c e n ty e a r s a st h ee m b e d d e dt e c h n o l o g yd e v e l o p sa n dt h ec o s tf o rt h i ss y s t e ml o w e r s ，t h en e t w o r k v i d e om o n i t o r i n gs y s t e mb a s e do nt h ee m b e d d e dm o d eh a sb e c o m ean e wh o tt o p i c t h i st h e s i sa i m sa td e v e l o p i n gak i n do fr e m o t ev i d e om o n i t o r i n gs y s t e mw h i c h i su s e df o ro b s e r v i n gt h eo p e r a t i o no fs c h o o ln e t w o r kl a b o r a t o r y sa c t u a l p h y s i c a l d e v i c e s w i t ht h ea d v a n t a g e so fs m a l ls i z e ，l o wp o w e rc o n s u m p t i o n ，d i g i t i z a t i o n ，l o w p r i c ea n dc o n v e n i e n tc o n n e c t i o nw i t hn e t w o r k ，a r m 9s o f t w a r eb o a r de x i s t i n gi n s c h o o lh a sb e e nc h o s e na sad e v e l o p m e n t a lp l a t f o r mi nt h i ss y s t e md e s i g n i nt h i s p l a t f o r m ，t r a n s p l a n t i n ge m b e d d e dl i n u xo p e r a t i o ns y s t e ma n du s i n go r d i n a r yu s b p o r ta s av i d e oc a p t u r ed e v i c e ，c o l l e c t e dv i d e od a t ah a sb e e nc o m p r e s s e dw i t h m p e g 一4a l g o r i t h ma n dh a ss t o r e di na ne x t e r n a li d eh a r dd r i v ea n dt h e nt r a n s m i t t e d t h r o u g ht h en e t w o r k r e m o t ec l i e n t sc a ns e n dv i s i t i n ga p p l i c a t i o n su s i n gt h eb r o w s e r i no r d e rt oa c h i e v ev i d e om o n i t o r i n gt o w a r d sr e m o t e e n v i r o n m e n t si nl o c a la r e a n e t w o r ko re v e ni n t e r n e tw e b t h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so nt h ew h o l ed e v e l o p m e n to fe m b e d d e ds y s t e m ，a n d s t u d i e so nt h ew h o l ed e v e l o p m e n t a lp r o c e s s e so fv i d e om o n i t o r i n gs y s t e mi nd e t a i l i t f i r s t l yg i v e sas i m p l ei n t r o d u c t i o no f t h ev i d e om o n i t o r i n gt e c h n o l o g ya n dt h er e l a t i v e b a s i ct h e o r y t h e ni t p o i n t so u tt h a t t h eo v e r a l ld e s i g ns c h e m eo ft h ee m b e d d e d s y s t e mi s c o n f i r m e db yt h ed e m a n d sa n a l y s i s ，i n c l u d i n ge l e c t r o t y p eo fh a r d w a r e ， s e l e c t i o no fs e v e r a lk e yt e c h n o l o g i e sf o rt h i sv i d e om o n i t o r i n gs y s t e m a ne m b e d d e d l i n u xo p e r a t i n gs y s t e mi st r a n s p l a n t e di nt h ea r m 9d e v e l o p i n gb o a r dt o s e tu pa n e m b e d d e d a p p l i c a t i o nt e r m i n a l w i t hu s bc a m e r ad r i v el o a d i n gd o w ni n t ot h e e m b e d d e dl i n u xk e r n e lt og a t h e rv i d e o st h r o u g hf u n c t i o nv 4 l a p i ，a c h i e v i n gv i d e o d a t ac o m p r e s s i o nw i t hs o f t w a r eb a s e do nx v i dm o d e la n df u l f i l l i n gv i d e os t o r a g eo n i d eh a r dd r i v ei no r d e rt oa t t a i nv i d e op l a y b a c k t h u sb u i l d i n ga ne m b e d d e dw e b s e r v e r ，s t r e a m i n gm e d i ap r o g r a m m i n gw i t hj r t p l i bd a t a b a s e ，a n da l l o w i n gt h e n e t w o r kc o m m u n i c a t i o na n di nt h ee n dg i v e st h e mat e s tw h i c hs h o w st h a tt h i ss y s t e m d e s i g nb a s i c a l l yf i n i s h e d t h ee x p e c t e da i m si sa b l et or e a l i z ev i d e om o n i t o r i n go f r e m o t ee n v j r o n m e n t si nl a no re v e ni n t e r n e t k e yw o r d s ：t h ee m b e d d e d ；a r m 9 ；r e m o t ev i d e om o n i t o r i n g ；n e t w o r kl a b o r a t o r y ； m p e g 4 i i i 网络实验窀远程视频监控系统设计 目录 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i i i 插图索引v i i 附表索引v i i i 第1 章绪论：l 1 1 课题研究背景1 1 1 1 视频监控系统的发展历程一1 1 1 2 视频监控系统的发展趋势2 1 2 论文目的和意义一3 1 3 论文结构，4 第2 章视频监控系统技术概述5 2 1 视频监控系统基本原理5 2 1 1 主要功能模块，5 2 1 2 相关硬件设备一6 2 2 视频豁控系统关键技术一7 2 2 1 视频压缩技术7 2 2 2 数据传输技术9 2 2 3 存储技术10 2 3 远程视频监控系统构建技术l l 2 3 1 嵌入式技术1 1 2 3 2c s 与b s 架构之比较1 5 2 4 存在的问题17 2 5 小结l7 第3 章远程视频监控系统总体方案1 8 3 1 需求分析和方案设计1 8 3 2 系统架构设计1 9 3 2 1 监控前端19 3 2 2 监控中心2 0 3 2 3 显示前端21 3 3 关键技术方案选型2 1 i v 丁币罕硕l ：学位论文 3 3 1 硬件选型：2 l 3 3 2 视频采集方案选型2 4 3 3 3 视频压缩方案选型2 4 3 3 4 存储方案选型2 5 3 3 5 数据传输方案选型2 6 3 4 小结：2 7 第4 章嵌入式操作系统的剪裁设计2 8 4 1 宿主机开发环境的建立2 8 4 1 1m i n i c o m 的配置一2 9 4 1 2t f t p 的配置3 0 4 1 3n f s 的配置31 4 2 嵌入式l i n u x 的移植3 1 4 2 1b o o t l o a d e r 的编译3l 4 2 2l i n u x 内核的编泽3 2 4 2 3b o o t l o a d e r 、l i n u x 内核及文件系统的烧写3 3 4 3 小结3 6 第5 章远程视频监控系统的设计实现与测试3 7 5 1u s b 摄像头驱动移植3 7 5 1 1 驱动程序中的重要数据结构3 7 5 1 2 驱动程序模块：3 8 5 1 3 驱动程序移植过程3 9 5 2 基于v 4 l 的视频采集技术4 0 5 2 1v 4 ls t r u c t 数据结构4 0 5 2 2 视频采集流程4 1 5 3 基于m p e g 4 的视频编码4 5 5 3 1x v i d 编码器移植4 5 5 3 2x v i d 编码算法4 6 5 4 存储策略的实现4 8 5 5 构建嵌入式w e bs e r v e r 5 0 5 6 流媒体传输软件模块的实现5 2 5 6 。1l i n u x 平台j r t p l i b 环境搭建5 2 5 6 2 基于j r t p l i b 的流媒体编程实现5 3 5 7 系统测试二5 6 5 7 1 测试环境与方法5 6 5 7 2 测试结果与分析5 7 v 5 8 小结5 8 结论5 9 参考文献6 1 致谢6 4 附录a 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录6 5 丁程硕i j 学位论文 图2 1 图2 2 图 图 图 图 插图索引 视频监控系统原理示意图一5 视频监控系统整体结构示意图6 嵌入式系统丌发流程图1 4 基于分稚式存储策略的嵌入式视频监控系统示意图1 8 视频监控系统架构示意图1 9 监控中心平台模块结构示意图2 0 图3 4g x a r m 9 2 4 1 0 e p 实验箱实物图2 2 图3 5g x a r m 9 2 4 1 0 e p 实验箱实物说明图2 2 图4 1 交叉编译调试方式2 8 图4 2m i n i c o m 启动界面图2 9 图4 3s e t u p 菜单界面3 0 图4 4t f t p 的配置一3 0 图4 5l i n u x 内核配置界面3 2 图4 6j t a g 连接图3 3 图4 7 烧写p p c b o o t 后m i n i c o m 正常启动界面3 4 图5 1 视频采集流程图4 2 图5 2 基于x v i d 编码算法的编码流程图4 6 图5 3e n ce n c o d e ( ) 帧编码流程图4 8 图5 4 服务器端发送接收线程流程图：5 3 图5 5 系统测试环境示意图5 6 图5 6 视频服务器丌发板启动信息5 7 图5 7 系统采集到的视频图像5 8 v i i 附表索引 表4 1l i n u x 根文件系统顶层f i 录3 5 v i i i t 程硕十学位论文 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 网络与多媒体技术的进一步融合是下一代互联网的一个重要标识，人们可以 通过网络传播文字、图像以及视频等数字化信息。 视频图像是人类获取信息最直接来源，在数字信息网络化的进程中，视频技 术与网络的相互融合、渗透，形成了多媒体通信、信息化高速公路、高宽带综合 数据业务等交流视频信息方式，视频技术与网络的结合己经成为信息传播技术的 主要发展方向，并且网络视频己经开始进入了我们的同常生活中。但是，由于视 频信息包含了丰富的信息，内含的信息量也大，所以对视频信息的信号处理、数 据传输、信息存储及视频显示等也提出了新的要求，网络视频技术的研究和应用 已经成为了当前网络与信息技术领域最热门的话题之一。 视频监控具有悠久的历史，在传统上广泛应用于安防领域，是协助公安部门 打击犯罪、维持社会安定的一种重要手段【l 】。随着目前互联网在人们r 常生活中 的普及，政府、医疗、酒店、娱乐、运动等多种领域也相继引入了视频监控技术。 从上个世纪9 0 年代以来，计算机网络技术、数字图像处理技术、流媒体传输技术、 嵌入式技术等相关技术的发展都为视频监控技术的发展奠定了i 簪实的基础。在 “9 1 1 ”恐怖袭击事件后，各国对安防l 、u j 题有了更大的关注，视频监控系统的市场 需求也大大增加。在我国，不管足0 8 年的北京奥运会，还是各省市的平安城市建 设，以及正在举行的2 0 10 年上海世博会，视频监控技术都在其中的安保工作中起 着重要的作用。 可以说，目前视频监控技术已经成为了安防系统及民生应用中不可缺少的组 成部分，并且会继续向前发展下去。因此对视频监控技术的研究具有相当重要的 现实意义和社会价值。 1 1 1 视频监控系统的发展历程 从技术层面上划分，我们可将视频监控系统的发展历程分成三个不同的阶段： 1 模拟视频监控系统 从摄像机、电视机产生的那天起，原始的视频监控系统就已经诞生。顾名思 义，当时的视频监控系统是将采集到的模拟信号直接通过视频电缆传输到中心控 制室的多路切换机上1 1 再手动切换来选择监控点的图像在监控器上显示，也就是 说，一次只能看到一个监控点的图像。后来，又采用调制方式对模拟视频监控系 统进行了改进，改进后图像信号的抗干扰能力加强了，图像质量也明显提高了。 p b 9 络实验室远程视频豁控系统设计 然而，总的来说，模拟视频监控系统在很多方面都存在很大的局限性：功能简单、 易受干扰、可靠性差、使用寿命短。 2 基于p c 机的视频监控系统 基于p c 机视频监控系统结构是：在远端监控现场，有若干个摄像机、各种 检测、报警探头和数据没备，通过各自的传输线路汇接到多媒体控制终端上，这 种终端可以是一台p c 机，也可以是由专用工业机箱组成的多媒体监控终端【2 1 。 虽然基于p c 机的视频监控系统能够较好的处理各种信息、完成本地所要求 的各种功能及利用通信接口卡和视频压缩卡、通信网络将这些信息传送到其他的 监控中心，但这种类型的视频监控系统仍然存在大量的局限，如：需要在每个摄 像机上安装视频电缆，所以施：工：布线工作量大；丌发周期长、难度大；远程图像 传输困难。 3 基于嵌入式的网络视频监控系统 随着远程视频监控系统的进步，现在出现了一种新型网络化远程视频监控方 案，即基于嵌入式的网络视频监控系统。其原理是：在监控现场，视频服务器内 设置一个嵌入式w e b 服务器，采用嵌入式实时操作系统，视频服务器将摄像机 传送来的视频信号数字化后再经过高效压缩处理，再通过内部总线传送到内置的 w e b 服务器向网络发送1 3 】。在监控终端，用户只需拥有一台p c 机，在p c 机上 安装一个监控终端软件，或者直接利用浏览器就可以对被监控点进行监视，被系 统授权的用户还可以在远程p c 机上通过控制摄像机的镜头、云台的动作来获取 自己所需要的视频信息。这就构成了一个价格适当、能满足大部分视频监控需要 的完全数字化网络视频监控系统。 与前面二者相比，基：r 嵌入式的网络视频监控系统有着许多优点，如：体积 小、功耗低、性能稳定、适合远程传输、易于维护和升级，且可用于监控环境恶 劣的场合。 1 1 2 视频监控系统的发展趋势 经过多年的发展，目前视频监控系统实现了监控手段的数字化、网络化和集 成化，在应用上也已经形成了成熟、稳定的模式，但是它仍然会随着用户的需求 而不断的发生变化。从技术发展情况来看，远程视频监控系统还可以通过以下几 个方面推动视频监控的发展： 1 视频监控系统的智能化 目前，大多数的视频监控系统都需要靠人来判断视频监控内容，这也是视频 监控系统当前所存在的一个重要缺陷。视频监控工作不仅劳动强度大而且对劳动 者的注意力、警惕性、对异常的反应能力要求很高。从一些监控过程中发生的失 误中，我们可以看出这些失误往往都是因为监控工作人员的注意力不集中或者根 2 一 t 程硕f ：学位论文 本无法管理和监看成百上千的摄像头所获取的视频信息而造成的，所以目前视频 监控多是在事故发生后调取视频监控的存储数据用于复检，因而在很大程度失去 了视频监控系统预防与积极干预的功能。 智能化的视频监控系统是网络化视频监控领域的最前沿的应用模式之一。它 以数字视频监控系统为基础，借助于汁算机的强大的数据处理功能，对视频画面 中的海量数据进行分析，过滤用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键 信息【4 1 。 目前，计算机已经实现了图像自动检测、识别和跟踪，随着计算机视觉相关 算法和技术的综合应用，视频监控系统也将朝着智能化发展。未来的视频监控系 统将不仅仅局限于被动地提供视频厕面，更要求系统本身有足够的智能，能够通 过内容分析算法等相关算法识别视频中用户所感兴趣的不同物体，自行发现监控 画面中的异常情况，并及时发出警报和提供有用信息给监控工作人员，从而更加 有效地协助监控工作人员处理危机，同时能够最大限度地降低误报和漏报现象， 成为应对袭击和处理突发事件的有力辅助工具。 2 视频监控的平台化 伴随着视频监控系统的三个不同的发展阶段，使用视频监控的用户群同样也 经历了三个变化过程：最开始，视频监控仅仅被用在一些专业很强的行业中，而 且监控信息相对独立。渐渐地，使用视频监控的行业逐渐增多，而各行业之间存 在着千丝万缕的联系，因此视频监控也逐渐地融合在一起。再后来，视频监控的 需求= 7 f ：始进入人们的实际生活中，如平安城市、小区监控、室内监控等等。这样 一来，视频监控系统的应用领域越来越广，各种领域之间又存在着必然的联系。 视频监控系统平台化主要是基于互联网接入业务，不仅能够实现远程视频、 图片的监控、存储、管理，而且能够进一步实现把独立视频、图片采集点进行联 网，实现跨区域统一监控、存储、管理及资源共享等服务，整合各行业的视频监 控系统的视频资源，达到视频资源的最大程度的共享。 3 视频监控系统与信息系统联动 采集的视频资源整合与共享的同时，人们也提出了新的要求，即要求视频监 控系统具备与其他信息功能系统实现联动处理事务的能力。比如电力行业的远程 视频监控系统可以与公安部门的远程视频监控系统实现联动，共享两个系统中的 视频资源，以便达到迅速、方便、准确的处理事件的目的。 1 2 论文目的和意义 本课题是为湘南学院实验课程改革量身定做的一个子项目，是为了满足实验 室的实际需求，有针对性地设计的网络实验室远程视频监控系统，是一种用来观 察实验室中实验设备运行情况的远程视频监控系统。该系统利用u s b 口摄像头和 网络实验室远程视频监控系统设计 a r m 9 开发板构造监控前端进行视频数据的采集和压缩，然后通过局域网或 i n t e r n e t 网络将采集到的信息传送到客户端，用户在客户端通过专用软件或直接利 用浏览器进行观看，并在外接i d e 硬盘上进行视频存储以实现视频回放功能。因 此，在一些大型实验项目运行过程中，本系统可以使实验者摆脱空间的控制，通 过网络随时观察实验的运行情况。 另外，本系统还可以扩展应用在学校的视频会议系统、远程教学系统、考场 监视系统等方面，具有相当的工程意义。 1 3 论文结构 本文第一章主要介绍了视频监控系统的发展历程和趋势，及本论文的目的和 意义。 第二章介绍了视频监控系统的工作原理及相关技术，总结了如今视频监控系 统存在的三个问题。 第三章通过分析，提出了本课题设计的嵌入式视频监控系统方案和架构，然 后对本系统的硬件以及软件实现所采用的主要相关技术进行选型。 第四章详细阐述了嵌入式l i n u x 操作系统的裁剪及移植过程。 第五章对本系统各模块的软件设计进行了详细的介绍，最后对整个系统进行 测试评估。 4 丁程硕十学位论文 第2 章视频监控系统技术概述 视频监控系统是一种具有较强防范能力的综合系统，它具有直观、方便、信 息内容丰富等特点，目前已被广泛应用于各种不同的场合，成为城市安防系统的 重要组成部分。数字视频监控系统以计算机为中心，数字视频处理技术为基础， 利用图像数据压缩的国际标准，综合利用图像传感器、计算机网络、自动控制和 人工智能等技术的一种新型监控系统【引。 2 1 视频监控系统基本原理 视频监控系统不但是提供实时监视的一种手段，而且它还能对被监视的画面 进行录像和存储，以便同后查找和回放。在此基础上，一些比较高级的视频监控 系统还提供远程控制和报警功能，也就足况，能在远程对云台进行控制从而实现 摄像头视角的转动，对产生的异常情况能进行报警联动。其基本原理如图2 1 所示： 2 1 1 主要功能模块 图2 1 视频监控系统原理示意图 由上图我们可以看出，视频监控任务是需要监控系统各组成部分互相配合才 能完成的。在监控前端要对被监控现场进行视频数据采集，采集到的数据要交给 视频服务器来进行数据处理，这里主要是进行数据压缩工作，然后将压缩后的数 据通过网络传输部分传送到客户端，客户端则负责视频的解压、显示实现对现场 场景的监控，或把接收到的视频存储以便日后查看，在具有控制功能的监控系统 网络实验室远程视频临挡系统设计 中，客户端还可以发送控制命令。 要想实现视频监控系统的这些基本功能，一个视频监控系统开发平台就必须 具备以下几个基本部分：视频采集部分、视频压缩部分、网络传输部分、视频解 压部分、视频播放部分及视频存储回放部分。而那些较高级的视频监控系统实际 上就是在此基础上进行扩充，增加云台摄像机控制功能、报警联动功能等。 由此可见，一个基本的视频监控系统通常由三部分组成：监视前端部分、远 程网络传输部分和监控中心部分，系统结构如图2 2 所示。下而分别介绍这三个 部分。 程监控端 图2 2 视频监控系统整体结构示意图 1 监视的端部分 监视前端部分主要是由前端摄像机摄像头、云台、视频编解码器等设备组成。 这部分的主要工作是对被监控点进行图像的采集、编码和传输及对摄像机的偏转 进行控制。我们认为，峪控自玎端部分彳 g e tz l m a g e使用t r i p 服务取得文件 t f t p q退出t r i p 服务 若出现“r e c e i v e d7 4 l512b y t e si n0 7s e c o n d s 就表示t f t p 配置成功；若出 现“t i m e do u t ”则表明t f t p 配置没成功，需要按上述步骤重新检查配置一次。 4 1 3n f s 的配置 n f s 是l i n u x 中经常使用的一项服务，类似于w i n d o w s 中的文件共享服务。 在n f s 服务中，主机是被挂载端，为了让远端客户机可以访问主机的文件，需要 在主机上配置丽方面的内容：打开n f s 服务，允许指定用户使用3 引。 打开n f s 服务的方法与打开t f t p 服务的方法类似。先执行s e t u p 命令，选 择s y s t e ms e r v i c e s ，将n f s 一项选中( 瘩 表示选中) ，并去掉i p c h a i n s 和i p t a b l e s 这 两项服务( 即去掉它们【，c 中的：t ：号) ，然后退出即可。 “指定用户 通过编辑文件“e x p o r t s ”： v i e t c e x p o r t s 将这个默认的空文件修改为只有如下一行内容： ( r w ) 然后保存退出，再执行命令e t c r c d i n i t d n f sr e s t a r t 重新启动服务，使配置 生效。 实际上，在默认情况下l i n u x 启动时并不启动n f s 服务，为了避免每次都执 行命令e t c r c d i n i t d n f sr e s t a r t ，可以把此句写入p c 机的脚本文件e t c r c d r e 1 0 c a l 中，p c 机启动时会执行此文件，不用每次执行上面的那条命令来启动n f s 3 7 1 。 配置完成后，可以让主机自己m o u n t 自己，来检查n f s 是否配置成功。 4 2 嵌入式l i n u x 的移植 4 2 1b o o t l o a d e r 的编译 在嵌入式系统中，把引导系统的初始化部分的代码统称为b o o t l o a d e r ，相当于 p c 机的b i o s ，有的引导代码用的是p p c b o o t ，有的是u b o o t ，有的是b o o t l o a d e r 等等，但实际烧写到f l a s h 中的文件一般为p p c b o o t b i n ，u b o o t b i n ，b o o t l o a d e r b i n 等二进制代码文件【38 1 。 本系统设计中用的引导代码是p p c b o o t ，其主要作用是初始化一些必要的设 备，然后调用内核，同时传递参数给内核。它主要完成以下一些工作3 9 】： 网络实验室远程视频舱控系统设计 1 建立和初始化r a m 2 初始化一个串口 3 检测机器的系统结构 4 建立内核的t a g g e dl i s t 5 调用内核镜像 在编泽p p c b o o t 时，先打开l i n u x 下的一个终端，输入 c d s 3 c 2 4 1 0 _ l i n u x p p c b o o t 一2 0 0进入p p c b o o t 的目录 m a k ec l e a n清除以前的编译结果 m a k es m d k 2 4 10c o n f i g m a k e 重新编译 当正确完成p p c b o o t 的编译后，会在p p c b o o t 2 0 0 下面看见新生成的p p c b o o t b i n ，这个文件就是可以烧写到目标板上的文件，可将其复制至l j t f t p 文件夹下备用。 4 2 2l i n u x 内核的编译 对l i n u x 内核的配置既可以用命令形式的配置方法，也可以用菜单形式来进 行配置。由于菜单形式比命令形式更简单直观，因此，通常采用菜单形式来配置 l i n u x 内核。首先，在l i n u x 终端下输入m a k em e n u c o n f i g 即可进入菜单式的内 核配置界面，如图4 5 所示。 图4 5l i n u x 内核配置界面 然后，根据系统设计的需要对各个选项进行设置，( 大部分选项可以使用缺省 值，只有少部分要根据自己设计的系统需求改变) 如u s bs u p p o r t 选项是对u s b 支持。很多u s b 设备，比如鼠标、调制解调器、打印机、摄像头等，在l i n u x 都 可以得到支持。由于我们所使用的摄像头是u s b 接口的，所以一定要选择。此外 3 2 t 程硕l ：学位论文 由于在l i n u x 下视频采集设备的正常使用依赖于对v 4 l 标准的支持，因此在配置 l i n u x 内核要注意将对多媒体设备的支持编译进内核。具体浼来就是要在 m u l i t m e d i ad e v i s e 选项中选择v i d e of o rl i n u x ，然后按照视频采集设备的类型进 行相应的配置。 将内核配置界面中的各个选项按本系统的需要配置完成之后，退出，保存设 置，再利用m a k ez l m a g e 命令编译生成自己定制的内核映像文件，再输入m a k e m o d u l e s 编译模块驱动程序，最后将生成的z l m a g e 文件复制蛰j t f t p 文件夹下备用。 4 2 3b o o t l o a d e r 、l i n u x 内核及文件系统的烧写 j t a g 是一种国际标准测试协议，主要用来进行芯片内部测试。在丌发板上 有一个标准的j t a g 接口，因此，我们可利用j t a g 将嵌入式l i n u x 的各部分烧 写到目标板上。 1 b o o t l o a d e r 的烧写 首先，进入t f t p b o o t 目录，目录中包含j f l a s h2 4 1 0 e pn o r 和p p c b o o t 可执 行文件，这些文件都可以直接拿来使用。然后将j t a g 的一端接到p c 机的并口， 另一端接到g x a r m 9 2 4 10 e 实验箱丌发板，如图4 6 所示： 图4 6j t a g 连接图 然后给目标板加载电源，并且在宿主机上执行如下命令： j f l a s h 一2 4 l0 e p n o r f p p c b o o t b i n 后面有两个选择，分别选择0 ，这里的选择0 表示开始对f l a s h 烧写引导程序 p p c b o o t b i n ，在烧写过程中，尽量不对p c 机进行其它操作以免影响烧写，当烧 写完成后，选择“2 退出。 3 3 网络实验室远程视频j f 【控系统设计 将串口线连接好，在宿主机上打丌一个l i n u x 终端，进入m i n i e o m 重新启动 开发板后，如果出现图4 7 所示界面，则说明目标板可正常启动，接下来的事就 交给p p c b o o t 来处理了。 图4 7 烧写p p c b o o t 后m i n i c o m 正常启动界面 2 l i n u x 内核的烧写 我们已经将l i n u x 的内核按本系统需求配置好，并将生成的z l m a g e 文件复制 到t f t p 文件夹下了，接下来在m i n i e o m 中输入命令： s m d k 2 41o # t f t p0 x 3 0 0 0 8 0 0 0z l m a g e 利用t f t p 下载l i n u x 的内核文件z l m a g e 到内存中，命令中的0 x 3 0 0 0 8 0 0 0 即为内核下载到内存中的地址。 然后对l i n u x 内核进行烧写，输入命令如下： s m d k 2 41o # f lo x10 4 0 0 0 0o x 30 0 0 8 0 0 0o x10 0 0 0 0 这条命令中三个参数的意义分别为： 0 x 1 0 4 0 0 0 0 ：内核烧写到f l a s h 的地址，当p