基于Linux的嵌入式网络摄像机设计 (2)

合图像专家组的简称，它的主要目标是研究具有连续色调图像（包括灰度和彩色图像）的压缩算法，是MJPEG的基础。JPEG算法被确定为静态数字图像压缩的国际标准，不仅适用于静止图像压缩，而且适用于电视图像序列的帧内图像压缩。由于JPEG压缩采用的是全彩影像标准，其主要处理过程包括：色彩模型转换、离散余弦—DCT变换、重排DCT结果、量化、编码等。

　　MJPEG是Motion JPEG的缩写，即动态JPEG。它将动画播放与JPEG结合，按照25帧/秒的速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。

　　4 Web服务器设计

　　在资源有限的嵌入式设备中可以使用的轻量级Web Server有：httpd、thttpd、boa等。本设计选用开源的、支持CGI的Boa Web Server，其主要移植过程如下：

　　（1）到www.boa.org下载最新软件包并解压到相关目录。

　　（2）在目录boa/src下的defines.h文件顶部设置默认的SERVER_ROOT路径。

　　（3）选择交叉编译工具。在boa目录下使用 ./configure --host=i686-pc-Linux-gnu --target=arm-Linux 完成对boa的配置。

　　（4）执行make编译boa后即在src/目录下生成可执行文件boa。

　　（5）对boa.conf文件进行配置。主要完成对boa运行的端口号、Server 根目录、log files、html文件、cgi文件目录及可读写的temp目录的属性的设置。

　　5 浏览器与服务器之间的通信—通用网关接口

　　CGI（Common Gateway Interface）是外部应用扩展程序与WWW服务器交互的一个标准接口。按照CGI标准编写的外部扩展程序能够处理客户端浏览器输入的数据，从而完成客户端与服务器的交互、实现动态Web技术。在本设计中，当用户通过浏览器向网络摄像机发送控制信息（比如控制摄像机云台的动作等）时，服务器守护进程启动CGI模块，CGI模块通过串口将控制命令传送给云台，使云台执行相应的动作。其流程图如图2所示：

　　

　　

　　

　　图2 CGI控制云台动作原理流程图

　　6 Web页面的设计

　　在本嵌入式网络摄像机中，Web页面的主要功能是显示Web页面及动态视频信息。由于标准的html网页只具有显示文字和图片的功能，因而无法在标准的html网页里嵌入一个窗口来“实时”观看视频图像。解决这个问题的一种方法是将“实时”视频监控软件嵌入到网页中。Microsoft 制定了ActiveX规范，只要符合这个规范的软件都可以嵌入到网页中。为了能满足多人同时“实时”观看视频图像，在本设计中选用标准ActiveX控件—VgPlayerObject来实现这一功能。

　　7 结束语

　　本文提出了一种基于ARM S3C2410X和Linux的嵌入式网络摄像机设计。采用嵌入式Linux操作系统进行视频采集、压缩并通过ActiveX控件显示动态视频，通过嵌入式Web Server和CGI技术融合整个系统，形成一套完整的网络摄像机系统解决方案。由于系统采用高性能嵌入式处理器完成主要控制、压缩和Web处理工作，因此该系统具有结构简单、性能稳定、成本低廉等优点，在油田、油气井现场视频实时监控、智能小区、移动监控等领域具有广阔的应用前景。

　　本文作者创新点:成功将CGI技术应用到嵌入式网络摄像机中，利用简单的方法实现了用户和嵌入式系统的交互，本网络摄像机在智能监控和移动监控中有广阔的应用前景。

　　参考文献：

　　[1] 曹 翔. 实时视频传输在MPLS网络中的QoS研究[J]. 微计算机信息，2006，7-3：58-60.

　　[2] 陈俊宏.Embedded Linux嵌入式系统原理与实务[M].北京：中国铁道出版社，2004.

　　[3] 杨大千等.基于ARM9和Linux的嵌入式动态Web技术设计与实现[J].工业控制计算机，2006，8.