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19基于ARM9的WEBCAM系统设计与开发

时间:2012-04-17


编号: 编号:

校级大学生创新性实验计划项目







项 目 名 称: 基于 ARM9 的 WEBCAM 系统设计与开发 申 请 者:

所 在 院 系: 专 业 年 级: 指 导 教 师: 起 止 时 间: 联 系 电 话: 电 子 信 箱: 申 报 时 间:

安徽大学教务处制表

项目名称 申请经费

基于 ARM9 的 WEBCAM 系统设计 起止时间









所在院系

联系电话

1

二、项目研究内容(目前研究的现状、方法、观点、难点、特点和提出的创新点等) 项目研究内容 本项目采用的主控芯片时 ARM9 芯片 S3C2440A,一款 32bit 的 RISC 嵌入式微处理 器,本身具有 USB 和网卡的控制器和驱动器,通过开发板 USB 摄像头或 CMOS 摄像头采 集数据, 然后通过 ARM9 处理器对采集到的数据进行 MJPEG 压缩。 网络摄像机框架如下:
USB 摄像头 USB Host 主控制器 因特网 控制器 网络

收发器和驱动器

S3C2440A

串行口监控

整个系统由视频采集模块、视频压缩模块、Web 服务器、通用网关接口、Web 页 面设计等 5 个部分组成。系统开发板上提供的硬件模块如下图:
NAND FLASH NOR FLASH

电 源

键盘控制

嵌 入 式 微 处 理 器 S3C2440A
Usb 摄像头

TFT LCD

网络芯片 及其处理

RJ45

2

视频采集模块: 视频采集模块是嵌入式网络摄像机的核心模块之一。 它通过嵌入式 Linux 操作系统 调度 V4L(video4linux)和影像设备驱动程序来完成视频 捕获。V4L 是 Linux 影像系 统与嵌入式影像的基础,是 Linux kernel 里支持影像设备的一组 APIs,配合适当的视 频采集卡与视频采集卡驱动程序, 可以实现影像采集、 V4L AM/FM 无线广播、 影像 CODEC、 频道切换等功能。目前,V4L 主要应用在影像串流系统与嵌入式影像系统里,其应用范 围相当广泛,例如:远程教学、远程医疗、视频会议、视频监控、可视电话 等。V4L 为 2 层式架构,最上层为 V4L 驱动程序,最下层则是影像设备驱动程序. 视频压缩模块设计: 由于摄像机采集到的视频数据信息量较大,如果直接将其处理成视频,将会给视 频处理和网络数据传输带来很大的负担。 因此, 本设计采用高性能 ARM9 处理器对 采 集到的数据进行 MJPEG 压缩。 Web 服务器设计: 可以移植 Boa Web Server 到 ARM-linux 系统。其具体的移植过程网上有比较详细 的资料。 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。 Web 页面设计 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。 项目创新点: 本项目的创新点主要在于采用嵌入式的技术,利用开源的零成本的 linux 操作系 统,和 ARM920T 为核心的 S3C2440A 的 32 位微处理器,该处理器集成了 LCD 控制器、 USB Host、USB Slave、NAND 控制器、中断控制、功率控制、UART、SPI、SDI/MMC、IIS、 GPIO、RTC、TIMER/PWM、ADC 等丰富的资源。同时采用 CGI 模块技术进行 camera 的配 置工作。

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三、项目进度安排(查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、 项目进度安排 数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结 题答辩和成果推广等) 2009.11 至 2010.5 查阅资料、选题及自主设计研究方案。 2010.7 实验研究并进行实际的研制开发。

拟利用资源(实验室、研究所、实验教学示范中心、创新实践基地、仪器设备、 四、拟利用资源 资料等) 示波器、电压表、电流表、电烙铁、函数发生器、稳压源、计算机等、ARM 试 验箱、单片机实验箱等实验室常用设备

项目经费预算与用途(购置实验材料、试剂、药品、加工测试、资料、复印、调 五、项目经费预算与用途 研、交通等经费开支) 单位:元 ARM9 开发板费用 USB 摄像头或 CMOS 摄像头 交通及运输及住宿费用 调研及复印 其他材料等费用 共计费用

560 150*2=300 500 100 1540 3000

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项目预期成果 六、项目预期成果(研究论文、申请专利、工程设计、调研报告、开发软件、研制产 品、项目鉴定等) 研究论文、工程设计、开发软件、研制产品

七、项目诚信承诺 本项目负责人和全体成员慎重承诺,该项目研究不抄袭他人成果,不弄虚作假, 先诚实做人,再诚信做学问和研究,按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。 项目负责人签名: 年 月 日 项目组成员签名: 年 月 日

八、指导教师意见(从项目学科性、前沿性、可行性、研究性、可操作性和成效性加 指导教师意见 以评价)



名: 年 月 日

九、学院意见: 学院意见:

签名盖章: 年 月 日

5

十、学校意见: 学校意见:

签名盖章: 年 月 日

6


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