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)

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。。。