基于Android平台的视频监控系统设计与实现_开题报告

　视频监控技术以其方便、直观和具有丰富信息内容在安全领域发挥着重要作用，并广泛应用于民用安全和城市交通等各个领域，尤其是一些重要安保部门或重大事件中。随着网络、计算机以及图像处理、传输技术的蓬勃发展，视频监控技术也得到了突飞猛进的发展，视频监控技术步入了全数字化的网络时代，传统模拟视频监控系统和基于PC机的数字视频监控系统已不能满足现代社会发展需要，成为视频监控系统发展新趋势的基于嵌入式技术的网络视频监控系统，具有广阔应用前景和实用价值。 

^范文设计的嵌入式视频监控原型系统的服务器端选用的是移植了Android操作系统的Real6410开发板。^范文围绕着视频监控系统平台的设计构建、视频监控系统平台驱动程序的移植和自动化测试进行研究，重点分析了Android系统的移植过程，并且阐述了如何搭建移植环境、如何制作交叉编译工具链、如何制作开机引导程序Bootloader和建立根文件系统yaffs2等，最后总结出Android操作系统移植过程的要点。^范文论述了视频监控系统构建时Android驱动程序设计，从模块化、驱动架构以及设备模型方面分别给出了驱动程序编写流程和编写思想，以Monkey自动化测试方法来测试和验证了视频监控原型系统的可靠性和稳定性。

^范文设计的视频监控系统采用了B/S模式来设计服务器和客户端软件。服务器端主要功能：web连接服务响应、视频数据采集和通过网络来传输数据。通过移植Android操作系统和服务器软件Boa，以构建嵌入式web服务器系统。由Boa服务器响应客户端的连接请求，并提供ActiveX控件的下载。数据采集代码利用Linux视频子系统Video4Linux2提供的API函数编写，用来接收ZC0301 plus传送的JPEG格式二进制视频数据。同时整理好接收到的数据，通过Socket套接字通讯，并且通过网络接口以组播方式发送到浏览器客户端。客户端部分的主要功能： Boa Web服务器连接和下载ActiveX控件。与web服务器端的网络通信，显示图像等功能需要在ActiveX控件中实现。基于网页中可以嵌入ActiveX控件的原理，这样就可以通过浏览器访问基于Android系统的web服务器，实现对远端现场的实时监控。 

本文所研究的视频监控系统包括三个重要模块：视频数据采集模块、服务器与客户端通信模块和视频图像显示模块。视频图像的采集利用Linux video4linux2 API实现，视频数据网络传输采用基于UDP协议的IP组播方式实现，视频图像的显示模块采用基于IPicture COM接口的ActiveX控件实现。视频监控系统的总体结构可分为监控中心和监控点。监控中心即客户端，可以通过浏览器访问基于Android系统的web服务器，实现对远端现场的实时监控。监控点即服务器端，其响应web连接服务、采集视频数据和通过网络传输数据。

二、国内外研究现状

目前在欧洲及北美等地，由于政府的大力支持，具有移动终端性质的视频监控系统所占的市场份额逐步扩大，发展非常迅速，推广也非常有力，同时在亚洲地区的日本和新加坡等地也都将移动视频监控纳入到促进社会发展的积极领域。

而在国内，运营商全业务运营的时代己经到来，运营商提供包括无线和有线在内的多样化技术监控服务，通过业务融合，给用户提供无所不在的监控服务。而作为通用移动监控方式主力的智能手机监控终端，其具有广阔的市场发展前景。 

^范文通过研究Android操作系统相关移植技术，搭建了基于ARM11芯片的Android操作系统平台。通过对移动视频监控相关技术的研究，提出视频监控系统服务器端视频采集、存储和转发的设计方案及视频监控终端客户端软件的设计方案，从而完成了基于Andrnid视频监控系统的设计与实现。通过学习Android平台开发知识及相关的软件开发知识，^范文实现了基于Android平台的服务器软件设计，同时给出了视频监控系统详细设计过程，并最终完成原型系统且通过了功能和应用调试。 

Android作为一款由谷歌公司最新推出的手机平台，是具有一定开放性的移动设备综合开发与应用平台[3]。作为一款开源软件，Android能够有效降低软件的开发成本，进而使得手机整体成本得到降低，最终能够使每一个用户都能够方便、自由的获取信息。开源软件可以使手机制造商定制差异化，也就是允许厂商自主解决问题。与市场上的其他智能手机操作系统相比较，Android的核心竞争力主要体现在以下三个方面： 

1) Android作为首个为移动终端打造的开源和免费的智能手机平台，在公开了源码的基础上，允许开发商自由修改，手机开发商可以根据自己特长和对产品的定位对Android进行定制和修改，从而增强其产品的核心竞争力，避免手机同质化风险。 

2) Android作为一个完整的智能手机平台由操作系统、中间件、用户界面和应用层软件组成。手机开发商发布一款原生态的Android手机，基本上只需要在手机硬件平台上完成移植开发就可以了，从而大大提高智能手机研发速度，降低了软件开发成本。 

3) 同时，为方便第三方开发应用，Android的应用层的全部接口和开发文档都是开放的，并且为开发方提供了共享平台—Android Market，在Android Market中，使用者可以为扩展手机功能下载应用程序，开发者也可上传应用程序丰富应用程序库。 目前Android所占的市场份额己经攀升至86.1%，位列第一，成为最受欢迎的智能手机平台之一。鉴于Android的强劲表现，^范文将以此系统为导向，进行视频监控系统的设计。 

目前国内外基于Android系统的视频监控系统的研究还不是特别多，其大多选用的也是基于C/S模式来设计服务器和客户端软件，而^范文是基于B/S模式的。

^范文提纲

绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 存在的问题

1.3 研究内容与取得的成果

1.3.1 ^范文所做的工作

1.3.2 关键技术

1.3.3 取得的成果

1.3.4 创新点

1.3.5 ^范文结构

2 视频监控系统的总体设计

2.1 概述

2.2 硬件设计

2.3 软件设计

2.4 本章小结

3 视频监控系统平台的构建

3.1 视频监控系统架构

3.2 Android系统架构

3.3 Android移植概述

3.4 Bootloader移植

3.5 Linux内核移植

3.6 根文件系统制作

3.7 本章小结

4 视频监控系统的驱动程序设计

4.1 设备驱动程序

4.2 Linux设备驱动程序

4.3 Android设备驱动程序的编写

4.4 视频监控系统平台驱动的移植

4.5 本章小结

5 视频监控系统的实现

5.1 Boa服务器移植到android平台上

5.2 图像采集设计

5.3 图像传输设计

5.4 ActiveX控件的设计

5.5 本章小结

6 视频监控系统测试 

6.1 Android系统测试

6.2 视频监控系统运行效果

6.3 本章小结

7 总结

7.1 工作总结 

7.2 进一步工作展望 

三、参考文献

[1]汪永松，Android平台开发之旅[M]，北京，机械工业出版社，2010

[2]曹晓芳，王超，李杰．一种基于Android智能手机的远程视频监控的设计[J]．电子器件，2011

[3]耿东久，索岳，陈渝，等．基于Android手机的远程访问和控制系统[J]．计算机应用，2011

[4] 牛温佳.移动网络视频监控系统.电子工业出版社，2013

[5] 白复东，嵌入式Linux驱动程序的开发[J]，信息技术，2009

[6] 李驹光，郑耿等，基于嵌入式的设备驱动程序开发[J]，电脑编程技巧与维护，2005

[7] 安朝辉，基于ARM的LUV老化箱控制系统的设计，[D]，上海，东华大学，2012

[8] 陈亮，裴海龙，伍越，基于Linux系统的USB摄像头视频播放实现[J]，现代电子技术，2008

[9] 张靓，袁华，隆承志，利用ActiveX 技术实现Web上的远程视频监控[J]，华中科技大学学报(自然科学版)，2003

[10] 刘冠琼，基于Ophone OS平台的MTBF测试研究与应用，[D]，西安科技大学，2011.6

[11] 杨丰盛，Android技术内幕，北京，机械工业出版社，2011

[12] 李继伟，基于ARM的嵌入式系统研究及USB驱动程序设计，[D]，西安，西安电子科技大学，2007