信息技术 ２ｏ１４年第３３期ｌ科技创新与应用 基于ＦＦｍｐｅｇ的嵌入式网络视频监控系统 谭石坚 （广州大学华软软件学院，广东从化５１０９９０） 摘要：视频监控正朝着嵌入式、网络化、无线化的方向发展。嵌入式视频监控系统已成当今数字视频研究的热点之一，如何加强 视频监控实时性和准确性是视频监控技术中的主要重点。本系统采用ＦＦｍｐｅｇ作为编码工具，以ＡＲＭ平台为基础，结合嵌入式 技术、视频压缩编码技术、网络传输技术，设计一个低成本、高性能、易普及的嵌入视频监控系统。 关键词：视频监控；ＦＦｍｐｅｇ；Ｈ．２６４ ａｄｄｒ．ｓｉｎ ｆａｍｉｌｙ＝ＡＦＡ［ＮＥＴ； １系统总体框架 视频监控以视频编解码技术、计算机网络技术、数字信号处理 ａｄｄｒ．ｓｉｎ ｐｏｒｔ＝ｈｔｏｎｓ（ＰＯＲＴ）； ａｄｄｒ．ｓｉｎａｄ＆．ｓａｄｄｒ－ｉｎｅｔａ 技术和嵌入式系统为主要核心技术。本系统把从摄像机采集的模拟 ＿＿ａｖ＿ｒｅｇｉｓｔｅｒ￣ｌ０ ＿视频信号通过视频编码器直接转换成视频流，并通过计算机网络传 输。具备视频编码处理、网络通信、系统控制等强大功能，直接支持 网络视频传输和网络管理，使得监控范围达到前所未有的广度。 本系统采用“采集端一服务端一接收端“的Ｃ／Ｓ架构，硬件平台采 用ＡＲＭ嵌入式处理器和摄像头，操作系统基于嵌入式Ｌｉｎｕｘｔ”。整个 系统分成分为三个部分，分别为采集端、服务端、接收端。采集端将 采集得到的视频数据经过处理，转换成Ｈ．２６４格式。通过网络在服 务端进行转发，在接收端将视频显示出来，系统总体框架如图１。 采集端 服务端 ｝接收端 （采集摄像头数据 — （进行数据转发） —— （请求视频数据并 并进行编码） Ｊ播放） 图１视频监控系统框架图 采集端负责采集摄像头数据并使用ＦＦｍｐｅｇ进行Ｈ．２６４的视频 编码目。通过网络向服务器发送视频数据。服务器端负责接收来自采 集端的视频数据，然后接收客户端的视频请求，向客户端发送视频 数据。接收端为用户客户端，负责接收服务器视频数据并且播放或 者保存文件。 采集端是一个基于ＡＲＭ的嵌入式系统，操作系统使用Ｌｉｎｕｘ 操作系统，视频编码使用ＦＦｍｐｅｇ和Ｈ２６４提供的程序库。采集端系 统架构如图２。 视频采集应用程序 视频采集ｊ◆ 视频编码 网络传输 一＿— Ｖｉ＆ｊｏ ４１ｉｎｕｘ ２ ｊ ＦＦｍｐｅｇ ’ ｌ◆ 厂 Ｉ 摄像头驱动 网卡驱动 个 摄像头 网卡 图２采集端系统框架图 本系统的视频采集使用ｌｉｎｕｘ的ｖｉｄｅｏｄｈｎｕｘ２编程接口［３１，而视 频编码由ＦＦｍｐｅｇ＋Ｈ２６４共同完成。在使用ＦＦｍｐｅｇ编码之前，首先 需要对ＦＦｍｐｅｇ库进行初始化，注册所有的编解码器以及文件格式， 设置编码器码率、帧速率、编码像素格式等参数，然后寻找编码器并 打开，打开编码器之后才可以进行编码 。使用ＦＦｍｐｅｇ编码流程如 图３。 本系统中的网络传输功能是一大重点。采集端将原始摄像头视 频数据进过编码后，以网络方式传输到服务器上。在使用网络传输 前需要对本机的网络进行初始化。以下是部分初始化网络程序日。 ｉｎｔ ｓｏｃｋｆｄ＝０： ｓｔｒｕｃｔ ｓｏｃｋａｄｄｒ＿ｉｎ ａｄｄｒ； ｂｚｅｒｏ（＆ａｄｄｒ，ｓｉｚｅｏｆ（ａｄｄｒ））； 设置ｓｏｃｋａｄｄｒ＿ｉｎ结构体中的相关参数 ／ ｄｄｒ（ＳＥＲＶＥＲＩＰ）； ／￥创建ｓｏｃｋｅｔ＊／ ｓｏｃｋｆｄ＝ｓｏｃｋｅｔ（ＡＦ＿ＩＮ］ＥＴ， ａｖＳＯＣＫＳＴＲＥＡＭ，０）； ＿ｏｐｅｎ＿ｉｎｐｕＬｆｉｌｅＯ ／ 调用ｃｏｎｎｅｃｔ函数主动发 、 起对服务器的连接 ／ ｉｆ（ｃｏｎｎｅｃｔ（ｓｏｃｋｆｄ，（ｓｔｒｕｃｔ ｓｏｃｋａｄｄｒ￣ ）＆ａｄｄｒ．ｓｉｚｅｏｆ（ａｄｄｒ）１＝＝ ａｖｃｏｄｅｃ＿ｏｐｅｎＯ －１）｛ ｐｅｒｒｏｒ（”ｃｏｎｎｅｃｔ”）； ｅｘｉｔ（ｉ）； ｝ 网络连接的初始化完成，一 刹ｊｅ －ｉ｜ａｍ 旦ｃｏｎｎｅｃｔ函数连接服务器成 功，就可以随时与服务器进行数 据收发。 至此，采集端已经完成了一 ａｖｃｏｄｅｃ＿ｅｎｃｏｄｅ＿ｖｉｄｅｏ０ 帧视频数据的采集、压缩、网络 传输这三个主要的过程。而视频 监控的整个过程就是以上步骤 的重复进行。正是由采集端传输 ａｖｃｏｄｅｃ＿ｃｌｏｓｅＯ 的一帧一帧视频数据，最终传送 到客户端，不断显示图像，达到 图３ ＦＦｍｐｅｇ使用总体流程 视频监控效果。 ２结束语 本系统采用ＡＲＭ嵌入式系统实现了视频监控中的视频采集、 编码和传输三个重要功能。与众多的视频传输设计相比，本设计采 用了现今业内最常用的Ｈ．２６４视频编解码技术。具有一定的前沿性 和比较高的市场价值。 参考文献 ［１】嵌入式Ｈｎｕｘ应用开发标准教程（第二版）［Ｍ】．北京：人民邮电出 版社．２００９． Ｊ－２］ＦＦＭＰＥＧ［Ｚ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｆｍｐｅｇ．ｃｏｍ／［２０１２／９／２８］． ［３］Ｖｉｄｅｏ４“ｎｕｘ２［ｚ】．ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉ￣．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｖｉｄｅｏ４Ｌｉｎｕｘ［２００８／３／１］． Ｉ４］Ｘ２６４［Ｚ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｖｉｄｅｏｌａｎ．ｏｒｇ／ｄｅｖｅｌｏｐｅｒｓ／ｘ２６４．ｈｔｍｌ［２００５／１２／１２］． １１５］ＵＮＩＸ网络编程卷１：套接字联网ＡＰＩ（第三版）『Ｍ］．北京：人民邮 电出版社，２０１０． 作者简介：谭石坚（１９８１，５一），男，籍贯：广东，硕士，主要研究方 向是嵌入式系统设计，视频编解码，网络安全等。 —．９７——
