基于ARM Linux的3G無線車載視頻監控系統
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主要過程如下：
(1)打開視頻設備。調用函數int open(constchar * pathname，int flags)，若返回值為-1，表示打開失敗，否則，表示所打開設備的文件描述符。
(2)讀取設備信息。Ioctl(cam_fp，VIDIOC_QUERYCAP，cap)函數來取得設備文件的屬性參數并存儲存于cap結構中，其中cam_fp指的是打開的視頻設備文件描述符。
(3)選擇視頻的輸入方式。通過ioetl(cam_fp，VIDIOC_S_INPUT，chan)函數設置視頻設備的輸入方式，其中chan的數據結構類型是V4L2 _input，用來指定視頻的輸入方式。
(4)設置視頻幀的格式。通過ioctl(cam_fp，VIDIOC_S_FMT，fmt)函數設置視頻的幀格式，其中fmt的數據結構類型是V4L2_format，用來指定視頻的寬度、高度、像素大小等。
(5)讀取視頻數據。通過read(cam_fp，g_yuv，YUV_SIZE)函數，把攝像頭一幀的數據存放到g_yuv中，其中YUV_SIZE指的是每幀數據的大小。
(6)關閉視頻設備。通過close(cam_fp)函數來實現視頻設備的關閉。根據流程圖可對其進行相應操作。當攝像頭通過USB接口連接后，程序中調用V4L API對設備文件的讀操作read()，即可完成視頻數據采集到內存中，視頻數據可用圖4形式保存，也可壓縮后封裝進數據包。本文是先將采集數據進行H．264壓縮后再封裝進數據包，并傳輸到監控PC進行處理。
3．2．3 視頻壓縮模塊設計
因視頻采集模塊采集的視頻數據信息量非常大，為了提高數據傳輸速度、降低網絡數據流量、保證監控的實時性，有必要對車載攝像頭采集的數據壓縮編碼。文中采用H．264硬編碼方式(硬編碼具有不占用CPU資源，運算速度快等優點，從而滿足視頻數據實時性的要求)將攝像頭采集的圖像系列壓縮編碼成流媒體。具體編碼的過程如圖5所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/148087.htm
(1)創建H．264編碼結構。調用SsbSipH264Encodehlit(width，height，frame_rate，bitrate，gop_num)函數實現，其中width表示圖像的寬度，height表示圖像的高度，frame_rate表示幀頻，bitrate表示比特率或碼率，gop_num表示兩個相離關鍵幀之間最多包含多少個幀(B或P幀)。
(2)初始化H．264編碼結構，調用SsbSipH264Encode Exe(handle)函數。
(3) 獲取視頻輸入地址，調用SsbSipH264EncodeGetInBuf(handle，0)函數來實現，該函數返回視頻輸入的首地址，存放在p_inbuf中。
(4)輸入視頻數據，調用memcpy(p_inbuf，yuv_bur，frame_size)函數實現，p_inbuf存放需要編碼的數據，yuv_buf存放原始視頻數據，frame_size表示數據的大小。
(5)編碼視頻數據，對p_inbuf內容進行H．264編碼，調用SsbSipH264EncodeExe(handle)函數實現。
(6) 輸出已編碼的數據，調用 SsbSipH264EncodeGetOutBuf(handle，size)，該函數返回已編碼圖像的首地址，size表示已編碼圖像的大小。
(7)關閉硬編碼設備，調用SsbsipH264Encode DeInit(handle)函數實現的。
3．2．4 嵌入式服務器boa移植
Linux支持boa、HTTPD、THTTPD等幾種Web服務器，其中boa Web服務器更適合于嵌入式系統，因為它是一個單任務、支持CGI(Common Gateway Interface，通用網關接口)功能的Web服務器，只能依次完成用戶的請求，而不會fork出新的進程來處理并發出連接請求，可執行代碼只有約60K。
首先進入boa源碼目錄的src子目錄，執行命令．／con-figure生成Maketile文件，然后修改Makefile文件找到CC=gcc，將其改成CC=arm-linux-gcc，再將CPP=gcc-E改成CPP=arm-linux-gcc-E，并保存退出。然后運行make進行編譯，得到的可執行程序為boa，之后執行命令arm-linux-strip boa，將調試信息去掉，得到的最終程序。第二步完成boa的配置，使其能夠支持CGI程序的執行。Boa需要在／etc目錄下建立一個boa目錄，里面放入boa的主要配置文件boa．conf，主要文件的含義有：AccessLog／var／log／boa／access_log訪問日志文件。如果沒有以／開始，則表示從服務器的根路徑開始；VerboseCGILogs是否記錄CGI運行信息，如果沒有注釋掉，則記錄，注釋掉則不記錄；Document Root／var／wwwHTML文檔的主目錄，如果沒有以／開始，則表示從服務器的根路徑開始；DirectoryMaker／usr／lib／boa／boa_indexer當HTML目錄沒有索引文件時，用戶只指明訪問目錄時，boa會調用該程序生索引文件給用戶，因為該過程比較慢最好不執行，可以注釋掉；Scri ptAlia／cgi-bin／／var／www／cgi-bin／指明CGI腳本的虛擬路徑對應的實際路徑。一般所有的CGI腳本都要放在實際路徑里，用戶訪問執行時輸入站點+虛擬路徑+CGI腳本名。對boa．conf進行修改的必須要保證是使其他的輔助文件和設置必須和boa．conf里的配置相符，不然boa就不能正常工作。另外還需要創建日志文件所在目錄／var／log／boa，創建HTML文檔的主目錄／var／www，將mime．types文件拷貝到／etc目錄，創建CGI肢本所在目錄／var／www／cgi-bin／。
3．2．5 CGI程序的設計
CGI提供了一個Web服務器的外部程序通道，運行在服務器上，由瀏覽器輸入觸發，是Web服務器和系統中其他程序的連接通道。CGI程序就是符合這種接口的程序。服務器接收到用戶的請求，并將數據送給CGI程序。CGI程序接收到數據后，啟動編寫好的應用程序，并按照用戶提供的數據執行。應用程序執行完成后，返回執行結果，并通過Web服務器傳送給用戶瀏覽器顯不。
CGI模塊程序的設計主要包括如下幾部分：Web服務器的配置、HTML頁面的編寫、CGI腳本實現。
(1)Web服務器的配置
嵌入式Web服務器采用boa，其配置是以文本的形式提供，放在文件系統中的／etc／httpd／conf／目錄下面，其主要配置在以上的boa服務器移植中講述過了。
(2)HTML頁面的編寫
因為系統的設計的主要方向是能夠通過USB攝像頭進行實時監控。所以為了實現簡單化，拋開一些不必要復雜的選擇項。主要的HTML頁面有登錄界面、注冊界面和監控界面。這些HTML放在嵌入式文件系統的／var／www目錄下。
(3)CGI腳本實現
實現動態Web頁面的第二步是用C編寫CGI程序，CGI程序分為以下幾部分：根據POST方法或GET方法從提交的表單中接收數據；URL編碼的解碼；用printf()函數來產生HTML源代碼，并將經過解碼后的數據正確地返回給瀏覽器。
3．2．6 遠程視頻數據接收模塊設計
目前流行的瀏覽器有IE、FireFox、Chrome等，對于普通的文本及HTML文件支持的GIF、JPEG等格式的圖片都可以輕松的顯示，但對于實時視頻數據，這些普通瀏覽器無法正常的顯示。所以實時視頻數據接收模塊主要完成的工作是視頻數據的接收、RTP報文的解封裝、發送RTcP反饋信息、H．264視頻解碼和Web瀏覽器的顯示。
本系統采用ActiveX控件技術，嵌入在Web頁面中，來完成視頻數據的接收、RTP協議、解碼和最后的顯示工作。最重要的一點，系統采用雙緩沖技術，來滿足視頻的解碼速度的問題，實現實時播放。具體流程圖如圖6所示。
4 系統的測試與結論
本文設計了一種基于ARM S3C2440的嵌入式視頻監控系統，首先通過USB采集中星微攝像頭作為服務器，實現利用V4L2技術對USB攝像頭進行數據采集，并將數據送入H．264編碼模塊進行數據的壓縮，壓縮后的數據經過視頻服務器RTP封裝打包，最后通過嵌入式Web服務器與遠程視頻監控客戶端進行交互。本系統在實際的運營網絡中進行了測試，目標定位信息接收速率為1次／s，動態定位精度小于等于10 m；能實現動態視頻傳輸，且視頻傳輸流暢，圖像最大分辨率可達VGA(640×480像素)，視頻傳輸的質量優于基于2．5G網絡的車輛監控系統(圖像最大的分辨率為320×240像素，且基本上只能傳輸靜態圖像)。
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