基于Qt的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　摘要：本文介紹了一種基于Qt的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，該方案中所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是借助跨平臺(tái)的開發(fā)工具Qt和強(qiáng)大的ARM平臺(tái)以其實(shí)用性和良好的穩(wěn)定性及易操作性逐漸成為嵌入式設(shè)備中不可或缺的組成部分。開發(fā)基于嵌入式終端的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)用意義和價(jià)值。方案根據(jù)S3C2410和Qt的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Qt的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

1. 方案總體設(shè)計(jì)

　　1.1 設(shè)計(jì)主要模塊

　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中軟件系統(tǒng)包括在Windows系統(tǒng)上使用軟件Qt開發(fā)的人機(jī)交互界面，第三方的OpenCV庫，硬件系統(tǒng)包括S3C2410板卡，servfox采集工具（使用Linux系統(tǒng)編譯），中星微攝像頭。其整體模塊設(shè)計(jì)框圖如圖1所示：

　　Qt人機(jī)交互界面在本系統(tǒng)屬于軟件部分，主要是通過Qt設(shè)計(jì)的界面來處理從終端傳過來的視頻圖像。

　　OpenCV在本系統(tǒng)中也是屬于軟件部分，主要讓Qt導(dǎo)入OpenCV的庫文件，通過OpenCV提供的一些接口在Qt中來實(shí)現(xiàn)，這樣就可以順利的顯示從終端傳過來的視頻圖像。

　　TCP/IP協(xié)議是目前最為流行和常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，在本系統(tǒng)中，通過TCP/IP協(xié)議將系統(tǒng)的軟件部分和硬件部分連接在一起，即將終端采集到的視頻信息通過網(wǎng)線傳遞到客戶端電腦上，只要ping通兩端的網(wǎng)絡(luò)地址即可實(shí)現(xiàn)傳送。

　　S3C2410板卡在本系統(tǒng)中處于硬件部分，并且也是硬件部分的核心，通過S3C2410板卡的USB端口連接攝像頭，接受攝像頭采集到的視頻信息，將采集到的視頻信息通過網(wǎng)線往外傳送。

　　servfox在本系統(tǒng)中屬于硬件部分，其主要是通過移植到S3C2410平臺(tái)上，在檢測(cè)到了攝像頭之后，通過指令來啟動(dòng)servfox完成采集視頻信息的任務(wù)，而就具體視頻信息在硬件部分交由S3C2410處理。

　　中星微攝像頭在硬件部分是連接在S3C2410的USB端口，完成視頻畫面采集。

　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)

　　如圖2所示，總體結(jié)構(gòu)上分為終端和客戶端兩大部分，客戶端主要是Qt的人機(jī)交互界面，通過調(diào)用第三方的庫實(shí)現(xiàn)的顯示，而具體的照相，關(guān)閉，開始操作則交給人機(jī)交互界面完成。

　　在終端最主要的是S3C2410板卡，圍繞板卡連接了中星微攝像頭來采集終端的視頻，通過移植到板卡操作系統(tǒng)中的servfox工具來完成對(duì)視頻流的發(fā)送。終端和客戶端的連接主要是通過網(wǎng)線將其連接，終端發(fā)送視頻信息，客戶端接受視頻信息的同時(shí)進(jìn)行處理，這樣使其成為一個(gè)整體。

　　2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 電源接口電路

　　板卡的電源接口的電路圖如圖3所示：

　　板卡電源電壓為DC5V,5V電壓通過LDO芯片AS1117-3.3V、AS1117-1.8V分別得到3.3V,1.8V的工作電壓，其中1.8V是供給板卡內(nèi)核使用的。另外1.8V電壓經(jīng)過一個(gè)肖特基二極管后給板卡處理器內(nèi)部RTC供電，RTC電源VCCRTC也引到擴(kuò)展插座，需要的話外部可以接電池。

　　2.2 USB接口電路

　　板卡的USB接口的電路圖如圖4所示：

　　板卡具備一個(gè)USB主口和一個(gè)USB從口，電路中主要是上下拉電阻。USB從口可以檢測(cè)電纜插入動(dòng)作，并可以引起INT10中斷。在本次設(shè)計(jì)中主要是用到了板卡的USB主口來連接攝像頭。

　　2.3 RS232串口電路

　　板卡的串口接口的電路圖如圖5所示：

　　應(yīng)S3C2410的UART0和UART1,用MAX3232芯片做TTL-RS232電平轉(zhuǎn)換。其中UART0對(duì)應(yīng)的RS232串口用DB9插座引出，方便調(diào)試。UART1對(duì)應(yīng)RS232串口從擴(kuò)展插座引出。擴(kuò)展插座上還有UART2（TTL電平）。在本次設(shè)計(jì)中主要是用DB9插座連接到電腦，這樣方便調(diào)試板卡。

　　2.4 板卡的NandFlash芯片

　　板卡的NandFlash芯片的原理圖如圖6所示。

　　K9F1208是三星公司的NandFlash芯片，而S3C2410板卡內(nèi)部具有Nand控制器，所以K9F1208直接和S3C2410連接，并可以從NandFlash引導(dǎo)。

　　2.5 中星微攝像頭

　　在終端中選用的是中星微公司生產(chǎn)的ZC301型號(hào)的攝像頭，之所以選擇這款攝像頭，是因?yàn)镾3C2410本來就支持這種型號(hào)，不需要再重新配置，只是需要在S3C2410中加載該攝像頭的驅(qū)動(dòng)即可，該驅(qū)動(dòng)在Centos系統(tǒng)中可以找到，具體的目錄是/up-Star2410/kernel/linux-2.6.24.4/drivers/media/video/zc0301,這個(gè)目錄下的zc0301.ko即為驅(qū)動(dòng)，將其復(fù)制到S3C2410下，執(zhí)行insmod zc0301.ko即可。

　　3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　在上文中完整的介紹了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，但是系統(tǒng)所有的設(shè)計(jì)都需要程序的設(shè)計(jì)來支撐，圖7所示是程序設(shè)計(jì)的流程圖。

　　4.結(jié)語

　　本文所介紹的基于S3C2410和Qt的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)的程序設(shè)計(jì)部分嚴(yán)格按照上圖的流程，在網(wǎng)絡(luò)連接的情況下才可以繼續(xù)進(jìn)行視頻的傳遞，其余的操作主要是集中在人機(jī)交互界面上。方案中設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)顯示終端的視頻狀態(tài)，還可以撲捉任意時(shí)刻的圖像并將獲取的圖像實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到本地，而且圖像清晰，便于監(jiān)控。并且，還可應(yīng)用到多種場(chǎng)合：工廠的倉庫管理、手機(jī)、PDA等小型或手持型嵌入式設(shè)備。