毕设教程:基于嵌入式Linux和Qt实现的视频监控系统(Arm/树莓派/jetson)_嵌入式视频监控采集系统-程序员宅基地

技术标签: 毕业设计  linux  物联网  arm  

本文章将教你做一个用嵌入式linux开发板和Qt来实现的视频监控系统。

 知识点:嵌入式 Linux V4L2 socket QT

本项目是博主大学时的毕业设计题目,现分享给大家,需要其他题目可点如下链接。

毕业设计:电子信息/计算机专业毕业设计选题参考(嵌入式linux/单片机STM32/web/网络/图像)https://blog.csdn.net/qq_30155503/article/details/120339296https://blog.csdn.net/qq_30155503/article/details/120339296

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监控管理平台效果图:

 系统架构框图:

硬件:

开发板:ARM开发板、树莓派、jetson nano...等跑linux系统的开发板,连接一个摄像头;

电脑:Qt端,可查看监控画面;

功能介绍:

开发板与电脑通过网络socket通信(网线、wifi均可),开发板获取摄像头的画面,将通过网络socket上传到web端,在web端可实时观看摄像头画面。

嵌入式linux功能设计(摄像头端):

采用Linux内核的V4L2视频驱动架构来驱动摄像头获取图像数据,支持MJPEG、JPEG、YUV等格式图像,采用socket与web端通信,将一帧帧的图像发送给Web端,这就实现了捕获摄像头图像的功能。若开发板是带LCD屏的还可添加相应的画面实时显示、一些功能按钮或标签信息等,可用QT来实现。

摄像头端包括以下模块:

QT界面:显示各个QT控件、图像、文字信息等;

USB摄像头图像采集模块:利用V4L2驱动摄像头,获取图像用于显示;

socket通信:与服务器建立TCP连接,相互发送协议数据来通信。

图3.1 客户端功能模块框图

 

PC端功能设计(管理平台端):

管理平台框架示意图

管理平台主要利用QT库实现UI界面的显示,目前在界面上创建了4个图像区域,每个区域相互独立,单独显示各自连接的摄像头的图像画面,支持连接多个摄像头服务器,每连接一个摄像头均会在对应区域将该摄像头的图像画面显示出来,每个连接都会打开一个socket套接字进行连接,保持一条TCP通信链接进行数据收发。管理平台在TCP连接中作为客户端,主动去连接服务器(摄像头端)。

 

用作管理平台,采用QT等语言来实现,在网页上实时显示监控画面,还有一些功能按钮如播放、暂停、切换、查看历史等。

V4L2视频驱动

应用程序通过V4L2进行视频采集的原理

V4L2支持内存映射方式(mmap)和直接读取方式(read)来采集数据,前者一般用于连续视频数据的采集,后者常用于静态图片数据的采集,本文重点讨论内存映射方式的视频采集。

应用程序通过V4L2接口采集视频数据分为五个步骤:

首先,打开视频设备文件,进行视频采集的参数初始化,通过V4L2接口设置视频图像的采集窗口、采集的点阵大小和格式;

其次,申请若干视频采集的帧缓冲区,并将这些帧缓冲区从内核空间映射到用户空间,便于应用程序读取/处理视频数据;

第三,将申请到的帧缓冲区在视频采集输入队列排队,并启动视频采集;

第四,驱动开始视频数据的采集,应用程序从视频采集输出队列取出帧缓冲区,处理完后,将帧缓冲区重新放入视频采集输入队列,循环往复采集连续的视频数据;

第五,停止视频采集。

图像流程

 

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未完等续。。。

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