基于Android的MJPEG网络摄像机设计

深入研究了MJPEG视频压缩算法，解释了算法的实现过程，并设计了基于Android操作系统的3G手机网络摄像机客户端软件。该系统通过现场安装和测试，达到了预期的效果，突破了传统网络摄像机客户端固定的地域限制，具有良好的应用前景。
1系统硬件组成和网络架构摄像机硬件核心采用基于三星公司发布的ARM9架构的S3C2440A芯片。处理器的主频率达到400 MHz，可以满足实时压缩的要求，而MJPEG视频流在25 fps的条件下可以达到320＆amp; TImes; 240分辨率的性能要求。
。外设配备64 MB SDRAM，256 MB NAND闪存，网络功能负责DM9000以太网MAC控制芯片，摄像头模块由USB控制器控制，系统电源分别由三个LM71117组成。
输出3.3 V，1.8 V，1.25 V辅助电压外围接口构成摄像机的硬件结构。 S3C2440A系统硬件框图如图1所示。
网络摄像机是Internet上的TCP / IP设备。系统网络拓扑如图2所示。
在家庭区域中，根据安全特性，将摄像机布置在门廊，客厅和阳台区域，然后通过网络电缆将路由器连接到路由器，并且路由器配置参数以映射每个摄像机的独立端口和IP地址以完成Internet访问。远端由固定位置的PC，移动位置的3G笔记本电脑和随身携带的3G Android手机组成。
PC可以通过WEB浏览器访问和控制网络摄像机，而Android手机可以通过客户端实现实时访问。 ＆amp; nbsp; 2系统软件设计2.1网络摄像机软件设计要构建需要Linux系统环境的摄像机，请首先移植Bootloader，裁剪Linux 2.6.32内核，加载Linux UVC（USB视频设备类）驱动程序和相关驱动程序，然后编译Linux系统映像已编程到ARM板的Nand Flash中，并且引导加载程序未设置为开始引导地址，即已构建了软件运行环境。
分析网络摄像机的性能要求和可扩展性，必须满足以下条件：◆实时视频监控； ◆支持多个客户端同时连接； ◆图像识别算法或预留接口； ◆功能模块化，可满足后期开发和扩展需求。因此，使用多线程体系结构和互斥锁定机制可以确保实时，模块化的设计代码结构。
软件程序的主要流程如图3所示。主要功能如下。
①要初始化Linux V4L2接口，必须根据V4L2标准结构（包括struct v412_capability cap）进行初始化。 struct v412_format fmt; struct v412_buffer buf; struct v412_requestbuffers rb; struct v412_streamparm setfps。
另外，将视频设备名称，视频宽度，视频高度，帧速率，视频格式和捕获方法传递给函数init_videoIn（struct vdIn * vd，char * device，int width，intheight，int fps，int format，int catchmethod ）以实现初始化。值得注意的是，许多USB摄像机不支持JPEG格式视频流的直接捕获，但是对YUYV格式捕获具有广泛的支持。
以后，在进行图像识别算法运算时，直接分析YUYV原始图像数据，在将JPEG压缩数据转换成原始图像数据时将节省大量的计算开销，因此采用YUYV捕获方式。 ②创建核心图像处理线程。
在此线程中实现：抓取功能。 ◆UVC设备单帧捕获，uvcGrab（struct vdIn * vd）功能实现了将单帧YUYV格式的原始图像复制到内存中，使用高效的mmap内存映射方法进行读取； ◆JPEG核心算法的实现，JPEG压缩算法占用大量CPU时间，下一节将详细讨论。
③创建一个套接字接口。为了实现多个用户同时连接到网络摄像机，必须使用套接字服务线程。
每当有新用户连接时，都会产生一个与之对应的新线程，从而实现对多个用户的同时监控。 ④根据网页浏览器的访问方法，建立网页首页。
嵌入式设备资源有限。轻量级Web服务器主要包括：Boa，Httpd，Thttpd等。
此设计选择开源Boa，交叉编译Boa源代码以配置boa.conf。