毕业论文--ONVIF网络视频协议

1、湖南大学毕业设计 (论文 )第1页 目 录 1 绪论绪论2 1.1 ONVIF 协议的产生背景 2 1.2 ONVIF 协议简要分析 3 1.3 本论文主要工作与内容.4 2 开发配套硬件及软件平台介绍开发配套硬件及软件平台介绍4 2.1 FRIENDLY ARM MINI2440 开发板介绍.4 2.2 LINUX开发平台的搭建.11 2.3 开发板系统的定制和制作文件系统13 2.3.1定制Linux内核.13 2.3.2制作目标板文件系统映象18 3 详细开发步骤详细开发步骤 .19 3.1 ONVIF 协议代码框架 19 (3)图像配置.23 (6)事件处理.24 (7)PTZ 控制25 (8) 视频分析 .26 4 调试调试 27 4.1 ONVIF 测试软件调试 27 总总 结结29 致致 谢谢30 参考文献参考文献.31 湖南大学毕业设计 (论文 )第2页 1 绪论 1.1 ONVIF 协议的产生背景协议的产生背景 进入 21 世纪以来，随着我国经济的高速发展，视频监控在金融机构，大 型商场，交通安全，工业控制等许多领域被广泛应用，在打击违法犯罪和提升 各行业监控效率方面

2、发挥着重要作用。随着社会各个行业对安防产品需求的不 断提高，各种数字化，智能化，网络化产品不断涌现，安防行业进入高速发展 的阶段。2012 年，在城市公共场所，金融，交通等需求的强力推动下，国内安 防行业的市场规模达到了 3240 亿人民币。美国安防网站 SECURJTYINFO 在 2011 年 2 月电子报新闻中引用 Memoori 调查报告指出：2010 年全球安防产 品总产值为 186.7 亿美元，但截至 2013 年全球安防产品人均销售额为 3.34 美元，出厂总价值则高达 2340 亿美元2。据中国安防网数据预计：2013 年 到 2017 年，安防行业在现有的竞争局势下持续稳定发展，中国安防行业还存 在 3 到 5 倍的市场空间。 安防产业蓬勃发展的同时，吸引了一大批大大小小的企业参与了监控系统 不同部分的设计和开发过程中。但是随着视频监控向网络化，智能化发展，不 同厂家生产的设备难以互通的矛盾逐渐凸显。2008 年 5 月，安讯士和博世，索 尼公司宣布联手成立一个国际开放型网络视频产品标准网络接口开发论坛，取 名为 ONVIF（Open Network Video In

3、terface Forum，开放型网络视频接口论 坛） ，并以开放、公开的原则共同制定开放性行业标准。目前有部分企业和电信 运营商已经制定了与之相关的业内规范，也有一些企业联盟提出了一些互通的 标准。ONVIF 则是面向全球，以制订一个完全开放的标准为出发点，目标在于 推动不同品牌，厂家网络视频设备的整合，帮助制造商，软件开发人员和独立 软件厂商确保产品的互通性。推行这一标准有利于整合安防市场的资源，大量 减少重复性开发劳动，减少人力，物力和时间的耗费，显著提高产品的可靠性， 给消费者带来更大的实惠，推动视频监控技术的跨越式进步。 湖南大学毕业设计 (论文 )第3页 1.2 ONVIF 协议简要分析协议简要分析 ONVIF 网络视频协议的出现，解决了众多厂商之间开发的各类设备不能通 用的难题，定义了一整套网络视频开发标准，让不同厂商可以在共同的标准下 开发设备和产品。 ONVIF 标准为网络视频设备之间的信息交换定义通用协议，包括装置搜寻、 实时视频、音频、元数据和控制信息等。它描述了整个网络视频的模型、接口、 数据类型以及数据交互的模式。并包含了了一些已经正在被使用的的标准，如 WS

4、 系列标准等。 ONVIF 规范中所有设备的服务和控制都已 Web Services 的方式提供。 ONVIF 规范涵盖了完全的 XML 及 WSDL 的定义。其中 XML 指的是可扩 展标记语言，是一种用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，而 WSDL 全称是网络服务描述语言（Web Services Description Language） ，是一种用 来完整规范的描述网络服务内容的语言。ONVIF 协议致力于实现网络的，分布 式的任务管理方式，这意味着将数据放在了视频监控系统的核心位置，通过有 效的设计，数据可以智能的进行传递，不再需要一个功能强大的中央控制器， 由此让监控系统变得更轻量级，更高效。 ONVIF 中的其他部分比如音视频流则通过 RTP/RTSP（即流媒体传输协议） 进行 。 ONVIF 协议主要利用 HTTP 和 SOAP 协议使数据在 Web 上传输。其中 SOAP 是 Simple Object Access Protocol 的缩写。是基于 XML 的一种协议。 Web Service 能给视频监控系统带来什么改变？ 设备无关性，一个设备接入，取出，完

5、全不会影响其他设备的正常工作， 设备独立性，每个设备只对自己收到的请求做出反馈，甚至不需要知道控 制端的存在。 极佳的扩展性，因为设备的无关性，在扩展监控系统时，需要的成本极低， 而且基本不会对系统的稳定性产生影响。 管理的集中性，控制由客户端来发起。 控制端不再关心设备的型号，只关心设备所提供的 Web Service。 另外有 ONVIF 提供了各个模块的 WSDL，大大减轻了开发者的工作量， 湖南大学毕业设计 (论文 )第4页 提高了开发效率。 1.3 本论文主要工作与内容本论文主要工作与内容 本论文在详细了解 ONVIF 协议的基础上，介绍了在嵌入式开发板上实现基 于 ONVIF 协议的网络视频服务器的具体步骤，将 ONVIF 协议的设备发现，图 像配置，媒体配置，事件处理等模块成功实现。并详细叙述了该型号开发板的 基本使用方法，以及如何搭建交叉编译环境。另外，也包含了在 Linux 环境下， 设计开发的小技巧。 2 开发配套硬件及软件平台介绍开发配套硬件及软件平台介绍 2.1 Friendly ARM Mini2440 开发板介绍开发板介绍 本设计采用的开发板为广州友善之臂公

6、司的 Mini2440 型开发板，该型号开 发板硬件性能十分强大，并且有非常丰富的配套学习资源和开发工具。 开发板外观如下图： 具体参数如下： 湖南大学毕业设计 (论文 )第5页 CPU 处理器 - Samsung S3C2440A，主频 400MHz，最高 533Mhz； SDRAM 内存 - 在板 64M SDRAM - 32bit 数据总线 - SDRAM 时钟频率 100MHz； FLASH 存储 在板 256M/1GB Nand Flash； 在板 2M Nor Flash，掉电非易失，已经安装 BIOS； LCD 显示 - 板上集成触摸屏接口； -4096 色 STN 液晶屏，尺寸从 3.5 寸到 12.1 寸，屏幕分辨率可；以达 到 1024x768 象素； - 标准配置为 Sony 3.5” 真彩 LCD，带触摸屏； 接口和资源 - 1 个 100M 以太网 RJ-45 接口- 3 个串行口； - 1 个 USB Host； - 1 个 SD 卡存储接口； - 1 个 2.0mm 间距 10 针 JTAG 接口； -系统时钟源 - 12M 无源晶振； 扩展接口 1 个

7、34 pin 2.0mmGPIO 接口； 1 个 40 pin 2.0mm 系统总线接口； 规格尺寸 - 100 x 100(mm)； 操作系统支持 - Linux2.6.32.2 + Qtopia-2.2.0+QtE-4.6.1(独创双图形系统共存，无缝切换) - WindowsCE.NET 6.0(R3)； 湖南大学毕业设计 (论文 )第6页 该型开发板支持以下几种下载文件到目标板的方法： 第一种：复制到介质(如 U 盘)； 第二种：通过网络传送文件到开发板； 第三种：通过串口传送文件到开发板； 第四种：通过 NFS(网络文件系统)直接运行。 下面简单介绍这几种方法 (1) 使用 U 盘 先把编译好的可执行程序（以 Hello，World!为例）复制到 U 盘，再把 U 盘插到目标板上并挂载它。 步骤： Step1：复制程序到 U 盘并插到 PC 的 USB 接口，输入以下命令把程序 复制到 U 盘 #mount /dev/sda1 /mnt 挂接 U 盘 #cp hello /mnt #umount /mnt 卸载 U 盘 Step2：把程序从 U 盘拷贝到开发板，然后把 U 盘

8、插入到开发板的 USB 接口，U 盘自动挂载到/udisk 目录下，执行以下命令运行 hello 程序。 #cd /udisk #./hello 执行 hello 程序 (2) 使用 ftp 传送文件 方法：使用 ftp 登录目标板，把编译好的程序上传；然后修改上传后目标 板上的程序的可执行属性，并执行。 首先，在 PC 端执行，如图所示 湖南大学毕业设计 (论文 )第7页 然后，在目标板一端执行 #chmod +x hello 将文件属性改为可执行文件，即可运行。 (3) 通过串口传送文件到开发板 该方法需要首先使用我直连串口线连接开发板的串口 0 和 PC 机的串口， 用 USB 电缆连接开发板和 PC。此时需使用到一个模拟终端程序，例如 Windows 自带的超级终端，新建一个连接，按提示设置完成后，设置开发板拨 动开关 S2 为 NORFlash 启动，即可进入 BIOS 模式，此时开发板上的绿色 LED1 会呈现闪烁状态，其启动界面如下图： 湖南大学毕业设计 (论文 )第8页 另外要安装开发板配套光盘中的 USB 下载驱动，如下图按提示安装完成后， 打开光盘中的 dnw.ex

9、e 下载软件，可以看到 USB 连接 OK，如图： 湖南大学毕业设计 (论文 )第9页 此时即已完成串口连接的所有准备工作，接下来在超级终端的菜单模式下， 使用功能命令下载程序到开发板。常用命令如下： 功能x：对 Nand Flash 进行默认分区,相当于执行命令行的 bon part 0 320k 2368k，此命令仅对 Linux 系统有效。 功能a：通过 USB 下载用户程序到 Nand Flash 中，一般这样的用户程 序为 bin 可执行文件，当然也可以是其他任意大小的 bin 程序。 功能l：通过 USB 下载 WinCE 启动时的开机 Logo(bmp 格式的图片)。 功能w：通过 USB 下载 WinCE 发行映象 NK.bin 到 Nand Flash。 功能d：通过 USB 下载程序到指定内存地址(通过 DNW 的 Configuration-Option 选项指定运行地址)，并运行。对于本开发板，SDRAM 的物理起始地址是 0x30000000，结束地址。是 0x34000000，大小为 64Mbytes，另外 BIOS 本身占用了 0x33DE8000 以上的空间，因此在。用 BIOS 的 USB 下载功能时应指定地址在 0x30000000 - 0x33DE8000 之间。 功能z: 通过 USB 下载 Linux 内核映像文件 zImage 到内存中，下载地址 为 0x30008000。 功能g: 运行内存中的 Linux 内核映像，该功能一般配合功能z一起使用。 湖南大学毕业设计 (论文 )第10页 功能f：擦除 Nand Flash，执行此功能将会擦除整片 Nand Flash 中的数 据。 功能b：启动系统，如果烧入了 linux 或者 wince，执行从命令将自动辨 认识别启动系统。 功能s：设置 linux 启动参数。 功能u：备份整个 Nand Flash 中的内容，通过 USB 上传到 PC 存储为 一个文件，该功能类似于 PC 系统中经常用的 Ghost 工具。 功能r：使用备份出来的文件恢复到 Nand Flash。 功能i：版本信息。 功能q：返回 vivi 的命令交互模式。 (4)通过网络

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