江蘇科技大學-嵌入式課程設計--基于WEB的視頻遠程監(jiān)控設計

1、嵌入式課程設計實驗報告書設計題目：遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計專 業(yè) 通信工程 成 員 梅發(fā)同 黃小青 劉 陽 遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控1 引 言嵌入式系統(tǒng)課程設計是本專業(yè)在學習完 C 語言、LINUX 操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)原理與接口設計、嵌入式操作系統(tǒng)原理之后的專業(yè)課程設計，屬于專業(yè)課內(nèi)容。通過課程設計建立嵌入式系統(tǒng)主體環(huán)節(jié)，嵌入式系統(tǒng)的最小結構和系統(tǒng)應用設計基本技能，培養(yǎng)分析和解決一些簡單的實際問題的能力，為今后畢業(yè)設計奠定基礎。隨著嵌入式技術的發(fā)展和高速寬帶網(wǎng)絡的普及, 利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程監(jiān)控已為人們廣泛接受, 嵌入式網(wǎng)絡監(jiān)控技術正是在此條件下逐步發(fā)展成熟起來的。 用戶使用 Web 瀏覽器, 通過以太

2、網(wǎng)遠程訪問內(nèi)置 Web 服務器的監(jiān)控攝像機, 不但可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的遠程視頻監(jiān)控, 而且可以向監(jiān)控現(xiàn)場發(fā)送指令。 在整個系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中, 嵌入式 Web 服務器起著十分重要的作用。本課題就是基于該項技術，最終編程實現(xiàn)通過網(wǎng)絡控制下位機嵌入式控制器的電機啟動和停止。1.1研究目的和意義1、通過嵌入式課程設計，熟練掌握 C 語言的編程方法。基于 WEB 的遠程監(jiān)控的實現(xiàn)，CGI 的編寫和使用，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。2、通過基于 WEB 的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計，掌握 S3C2410 實驗箱,直流電機的工作原理，BOA 服務器的使用，CGI 的使用和簡單程序的編寫及調(diào)試

3、方法，最終提高我們的動手實踐能力。3、本課題的研究目的是用 BOA 服務器、CGI、IE 瀏覽器設計一個通過 IE 瀏覽器監(jiān)控電機的系統(tǒng)，能夠通過兩個簡單的按鍵對電機進行啟動和停止的控制，并能夠在 IE 瀏覽器上看到電機的當前狀態(tài)。4、由于基于 WEB 的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)將成為今后遠程監(jiān)控技術發(fā)展的主流方向，所以需要設計出簡單實用，讓人們更滿意的產(chǎn)品。1.2 本設計任務和主要內(nèi)容1基本要求本課題主要設計和研究基于WEB的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)，要求在遠程WEB上能看到本地監(jiān)控攝像頭所采集的實時圖像。2應解決的問題1）設計系統(tǒng)網(wǎng)絡方案2）分析網(wǎng)絡程序結構和應用程序的使用方法3）編程實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)服

4、務器功能4）編程實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能2實驗設備及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式實驗儀、PC機pentumn500以上、硬盤40G以上、內(nèi)存大于256M，130萬高清攝像頭.。軟件：PC機操作系統(tǒng)REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX開發(fā)環(huán)境。UP-NETARM2410-S嵌入式實驗儀嵌入式Linux 開發(fā)平臺簡介Linux價格低廉、功能強大，可以運行在X86,Alpha,Sparc,MIPS,PPC,MOTOROLA，NEC，ARM等硬件平臺上，而且開放源代碼，可以定制。我們所介紹的硬件平臺是基于ARM體系結構，由北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司開發(fā)

5、的UP-NetARM3000、UP-NetARM2410 系列以及UP-TECHPXA270 系列實驗儀器。UP-NetARM3000 的CPU為ARM7TDMI內(nèi)核的三星S3C44B0X01 芯片，由于沒有MMU（內(nèi)存管理單元）只能運行uClinux，UP-NetARM2410 系列的CPU為ARM920T內(nèi)核的三星S3c2410 芯片，由于有MMU可以運行標準的ARM-LINUX內(nèi)核。UP-TECHPXA270 系列實驗儀器為Intel PXA ARM10 系列CPU。通過這些硬件平臺，我們可以學習嵌入式LINUX中的針對有MMU和無MMU的不同開發(fā)過程。UP-NetARM3000 和UP

6、-TECHPXA270 系列產(chǎn)品及其相關資料可以訪問博創(chuàng)公司的網(wǎng)站獲得。本書以UP-NetARM2410 系列中的經(jīng)典版UP-TECH S2410/P270 DVP為例，詳細介紹嵌入式 Linux的開發(fā)過程3實驗內(nèi)容:基于UP-NETARM2410-S嵌入式實驗儀平臺，在ARM-Linux 系統(tǒng)下，實現(xiàn)嵌入式WEB服務器BOA 和視頻服務器SPCASERV 搭建視頻監(jiān)控系統(tǒng)。4實驗步驟:4.1、移植 BOA 服務器打開虛擬機，啟動linux。新建終端，輸入minicom啟動實驗箱Minicom啟動圖設置ip并且在minicom下ping通主機實驗用主機IP ：19

7、00開發(fā)板IP： 22手動創(chuàng)建本實驗目錄hxq(創(chuàng)建在Linux 系統(tǒng)的/mnt/yaffs/ 目錄下)/mnt/yaffs/# mkdir hxq我們的光盤中提供了boa 的源代碼，叫做boa-0.94.13.tar.gz。首先解壓該文件至實驗目錄下：# tar xzvf boa-0.94.13.tar.gz然后進入源代碼目錄：# cd boa-0.94.13/src修改文件compat.h 的第120 行：# vi compat.h修改后，第120 行的內(nèi)容如下：#define TIMEZONE_OFFSET(foo) foo-tm_gmtoff即只

8、是去掉了該行的兩個#字符。然后修改 boa.c:# vi boa.c找到該文件的225227 行，注釋掉這幾行，不然運行的時候會出錯。源文件的修改就完成了，現(xiàn)在開始編譯。首先，運行 configure 程序對源文件進行配置：# ./configure配置完成后，修改Makefile：# vi Makefile修改第31 行和32 行如下：CC = arm-linux-gccCPP = arm-linux-gcc -E修改完成后，保存文件，運行Make 進行編譯：# make編譯完成后，會在該目錄下生成我們需要的可執(zhí)行文件boa。4.2、配置 BOA 服務器Boa 運行時需要在文件系統(tǒng)的/etc

9、/boa 目錄下有一個boa.conf 文件，該文件的全部內(nèi)容如下：Port 80#Listen User rootGroup 0ErrorLog /var/log/boa/error_logAccessLog /dev/nullServerName .hereDocumentRoot /var/wwwDirectoryIndex index.htmlKeepAliveMax 1000KeepAliveTimeout 10MimeTypes /etc/mime.typesDefaultType text/plainCGIPath /bin:/usr/

10、bin:/usr/local/binAddType application/x-httpd-cgi cgiScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/另外，在/etc 目錄下還需要一個mime.types 文件，可以直接從宿主機上的/etc 目錄拷貝過來到ARM 系統(tǒng)的根文件系統(tǒng)的/etc 目錄下。此步驟需要ARM 系統(tǒng)配套的根文件系統(tǒng)的源碼。運行時需要的目錄如下：/var/www 這個是我們的html 文件存放的目錄/var/www/cgi-bin 這個是CGI 程序存放的目錄/var/log/boa/error_log 這個是boa 服務器存放錯誤日志的地

11、方實際UP-NETARM2410-S嵌入式實驗儀的根文件系統(tǒng)中已經(jīng)將boa 服務器和該服務器運行需要的文件和目錄設置好，以上步驟僅供用戶參考，可以略過。燒寫有boa配置文件的根文件系統(tǒng)制作根文件系統(tǒng)：mkcramfs root root.cramfs燒寫根文件系統(tǒng)用超級終端，進入viviviviload flash root x 回車當出現(xiàn)Ready for downloading using xmodem.Waiting.點擊超級終端任務欄上“傳送”下拉菜單中的“發(fā)送文件”，選擇好鏡像文件root.cramfs,協(xié)議為Xmodem,點擊“發(fā)送 ,等待root.cramfs 燒寫完畢；Root

12、燒寫示例圖1Root燒寫示例圖14.3、移植視頻服務器 SPCASERV1） 從 http:/mxhaard.free.fr/spca50x/Download 下載spcaview 源碼，或直接使用本實驗提供源碼，將其解壓并進入源碼目錄。rootvm-dev webcam# tar -vxzf spcaview-.tar.gz2） 進入解壓后源文件目錄，修改 Makefile 文件rootvm-dev webcam# cd spcaview-修改CC、CPP 編譯器宏指定為自己的交叉編譯器，并將大約62 行處gcc $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(

13、SERVLIBS)修改改為$(CC) $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(SERVLIBS)如下所示：注意$(CC)前面邊距為TAB 制表符間距。rootvm-dev spcaview-# vi MakefileCC=arm-linux-gccCPP= arm-linux-g+Spcaserv:$(OBJSERVER)$(CC) $(SERVFLAGS) O spcaserv $(OBJSERVER) $(SERVLIBS)3） 保存并退出，編譯程序rootvm-dev spcaview-# make spcaserv編譯成功，會在當前目錄下生成視頻服

14、務器 spcaserv4） 將 spcaview- 文件夾中的http-java-applet 文件夾的內(nèi)容(不是目錄)拷貝到ARM 系統(tǒng)端的/var/www/目錄下，將生成的spcaserv 下載到開發(fā)板上。4.4、掛載boa和servfox設置網(wǎng)絡服務取消防火墻選中NFSNFS配置圖設置共享文件夾掛載命令： mount t nfs o intr,nolock,rsize=1024,wsize=1024 虛擬機IP：/arm2410cl /mnt/nfs 在var下創(chuàng)建boa的目錄文件 將 spcaview- 文件夾中的http-java-applet 文件夾的內(nèi)容(不是目錄)拷貝到ARM

15、系統(tǒng)端的/var/www/var/www/目錄下，將生成的servfox 下載到開發(fā)板上/var/www 這個是我們的html 文件存放的目錄/var/www/cgi-bin 這個是CGI 程序存放的目錄/var/log/boa/error_log 這個是boa 服務器存放錯誤日志的地方實驗截圖：4.5掛載攝像頭驅動此時便可以在試驗箱觸摸屏上看到攝像頭所采集的實時圖像實時圖像14.6、建立設備節(jié)點輸入命令：mknod /dev/video0 c 81 04.7、運行boa輸入命令：./boa，輸入ps查看boa是否運行成功4.8、運行servfox輸入命令：./servfox g d /dev

16、/video0 s 640x480 w 7070到此開發(fā)板上所需服務器建立運行完畢，下面進行瀏覽器端測試。5、WEB客戶端測試打開瀏覽器21（主機上必須安裝java運行環(huán)境才能運行，實驗用電腦已安裝Java環(huán)境，這里就不再累述，沒有的話請自主下載安裝。）測試結果：實時圖像2實時圖像36 、設計總結經(jīng)過一周的學習與努力，經(jīng)過系統(tǒng)分析、方案論證、 查找資料，進行設計、 調(diào)試 等階段完成了基于 web 的嵌入式遠程監(jiān)控系統(tǒng)課程設計的制作。在這一個周的課程設計中，我們這一組得到了老師和同學很大的幫助，有時候覺得進行不下去了，老師或同學一句話就能讓我茅塞頓開。即使聽不懂，他們也會耐

17、心的講解。在系統(tǒng)的設計制作過程中，確實遇到了各種各樣的問題，如調(diào)試思路正確但是沒有能夠進行找到合適的方法進行進一步的實驗，設計中對于程序的編寫以及目錄結構的認知上存在偏差，其主要原因還是基礎功不扎實，把握系統(tǒng)的能力不足，這為我們以后的學習和工作提了一個醒。在問題的解決過程中，也提高了組員的動手動腦能力，學到了許多在書本上學不到的知識。在具體的設計當中解決了諸如 熟悉了UP-NETARM2410-S嵌入式實驗儀平臺和Linux系統(tǒng)下的命令，C 程序的修改及boa servfox服務器的搭建、配置，程序的調(diào)試和系統(tǒng)的整體認識等問題，小組成員收獲很大。在整個課程設計過程中，張明老師時時督促和引導，并在設計過程中進行了方向指導，在總體方向不出錯的基礎上，施展自己的所學，發(fā)揮個人的所長。他不僅在學習上和生活上給予了我們多方面的指導和無微不至的關懷，而且他淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、孜孜不倦的工作作風和寬以待人的處事風格使我終身受益，并且還從中學會了分析問題和解決問題的方法此外，在本次設計過程中，還得到了其他老師的熱情關心和幫助，在此僅代表我們?nèi)M向張明老師表示崇