风电机舱的嵌入式视频监控系统

【摘要】：在能源消耗日益增长、环境污染日益严重的今天,作为可再生绿色能源的风能成为世界各国普遍重视的能源,风力发电已经成为一种新兴的重要发电形式。然而,目前国内风力发电机舱内还缺少视频监控系统,已有的监控系统主要是针对机舱内的各种环境量监测,因此非常需要一种风电机舱的嵌入式视频监控系统,对机舱内各种设备进行实时远程观察。随着USB摄像头的普及和基于ARM核的嵌入式芯片的快速发展,本文对风电机舱的嵌入式视频监控系统进行了研究。 首先,叙述了嵌入式系统的基本概念,嵌入式系统的组成,给出了系统的硬件总体框架,设计外围硬件电路,阐述USB摄像头特点。 然后,介绍如何构建嵌入式Linux开发环境。分析U-Boot配置、编译和连接,同时对U-Boot启动过程的源码进行简要分析；分析Linux2.6.22.6内核源码的目录结构和Makefile文件,介绍内核的移植步骤；使用mkcramfs工具制作Cramfs根文件系统映象,建立了一个最小的嵌入式Linux系统；基于嵌入式Linux下Video4Linux,开发服务端数据采集与传输应用程序。在windows平台下,使用Visual C++工具开发客户端数据接收与图像显示应用程序。 最后,对本文所做的工作进行了总结和展望,提出了系统不完善之处和改进部分。 图[27]表[3]参[48] 【关键词】：风力发电 视频监控 嵌入式系统 机舱
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP277;TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 课题研究的意义15-16
• 1.4 本文的研究内容16-17
• 2 嵌入式视频监控系统硬件17-26
• 2.1 嵌入式系统17
• 2.1.1 嵌入式系统基本结构17
• 2.2 视频监控系统硬件17-24
• 2.2.1 S3C2410处理器18-20
• 2.2.2 外围硬件电路20-23
• 2.2.3 USB摄像头23-24
• 2.3 本章小结24-26
• 3 嵌入式Linux系统的构建26-47
• 3.1 构建嵌入式Linux开发环境26-29
• 3.1.1 交叉开发模式26-27
• 3.1.2 构建交叉开发环境27-28
• 3.1.3 交叉编译工具链28-29
• 3.2 移植U-Boot29-35
• 3.2.1 U-Boot工程简介29-31
• 3.2.2 U-Boot启动过程源码分析31-32
• 3.2.3 U-Boot的配置、编译和连接32-34
• 3.2.4 U-Boot的烧写34-35
• 3.3 移植嵌入式Linux2.6内核35-41
• 3.3.1 内核源码结构及Makefile分析35-37
• 3.3.2 内核配置选项37-39
• 3.3.3 内核移植步骤39-41
• 3.4 构建Linux根文件系统41-45
• 3.4.1 Linux根文件系统目录结构41-42
• 3.4.2 制作根文件系统42-44
• 3.4.3 建立Cramfs根文件系统映象44-45
• 3.5 移植YAFFS文件系统45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 图像数据采集与传输47-71
• 4.1 嵌入式Linux图像采集47-54
• 4.1.1 加载USB摄像头驱动47-48
• 4.1.2 Video4Linux(V4L)内核配置48-49
• 4.1.3 Video4Linux(V4L)支持的数据结构及其用途49-51
• 4.1.4 Video4Linux(V4L)系统调用51-52
• 4.1.5 图像采集流程52-53
• 4.1.6 图像截取方式53-54
• 4.2 网络编程54-57
• 4.2.1 TCP/IP协议54-55
• 4.2.2 Linux socket简介55-56
• 4.2.3 Winsock接口56
• 4.2.4 基于传输控制协议的通信过程56-57
• 4.3 数据采集与传输应用开发57-70
• 4.3.1 嵌入式Linux下线程创建与同步58-61
• 4.3.2 服务端数据采集与发送61-66
• 4.3.3 图像数据解压缩66-67
• 4.3.4 客户端数据接收与图像显示67-70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 应用测试与结果71-75
• 5.1 SamArmDvk9Ⅱ开发板硬件71-72
• 5.2 应用测试环境与步骤72-74
• 5.3 测试结果74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 作者简介及读研期间主要科研成果81

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