（计算机应用技术专业论文）基于嵌入式车载多媒体系统的研制.pdf

夕 | | i l fl ll lli i iffl y 18 7 8 学位论文数据集 中图分类号 t p 3 9 9 学科分类号 5 2 0 3 0 1 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 7 2 2密级 内部事项 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名张俊学号 2 0 0 8 0 0 0 7 2 2 获学位专业名称 计算机应用技术获学位专业代码0 8 1 2 0 3 课题来源 企业合作子项目 研究方向嵌入式系统 论文题目基于嵌入式车载多媒体系统的研制 关键词车载广告，a r m ，g p s ，l i n u x 设备驱动，套接字，音视频处理 论文答辩日期 2 0 11 5 2 2宰论文类型 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师何苏勤教授北京化工大学嵌入式系统 评阅人1桑林教授北京邮电大学 信息与通信 评阅人2张凤元副教授北京化工大学 通信系统 评阅人3 评阅人4 评阅入5 答辩委员会主席王学伟教授北京化工大学现代信号处理 答辩委员1张凤元副教授北京化工大学通信系统 答辩委员2袁洪芳副教授北京化工大学信号处理 答辩委员3尤枫副教授 北京化工大学信息安全技术 答辩委员4胡伟副教授北京化工大学照片与视频计算 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中查 询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 11ii ii iiii 14 7 深入 设备 嵌入 。本 课题主要研究基于a r m + l i n u x 的嵌入式系统的驱动及应用程序开 发。并结合几个开发实例来具体阐述嵌入式系统的开发流程及系统设 计。其中无线图像接收机控制器主要是通过以太网来对无线图像接收 设备进行控制。而基于a r m l1 的车载广告系统则主要是研究用于车 载的多媒体设备。 论文的研究内容主要包括采用m f c 的用户界面设计，嵌入式 l i n u x 系统下的并发服务器的开发，以及设备驱动程序的开发。在车 载广告系统中，采用的技术主要有g p s 定位技术，w i f i 无线通信技 术，在l i n u x 的v 4 l 2 架构下，完成对音视频文件的处理，并且针对 系统需求对m p e g 4 媒体文件格式进行了手动解析，使得可以对视频 信息和音频信息分别进行解码，并且实现了音视频的同步。 关键词：a r m ，嵌入式l i n u x ，g p s ，w i f i 无线通信，设备驱动 s y s t e m sc a nb ec l a s s i f i e db ys i z e ，t i m eli m i t ，n e t w o r kc a p a c i t y , a n du s e r i n t e r a c t i o n t h tm a i nt o p i co ft h i p e ri st o s e a r c harm+linuxlle nt o p i co tt h i s p a p r e s e a r c h l i n u x b a s e d l+ e m b e d d e ds y s t e md r i v e ra n da p p l i c a t i o n sd e v e l o p m e n t c o m b i n e dw i t ha f e ws p e c i f i ce x a m p l e sd e s c r i b e dt h ed e v e l o p m e n to fe m b e d d e ds y s t e m s d e v e l o p m e n tp r o c e s s e sa n ds o f t w a r ea n dh a r d w a r ed e s i g n t h ew i r e l e s s i m a g er e c e i v e rc o n t r o l l e r sf u n c t i o ni st oc o n t r o li m a g er e c e i v e rv i a e t h e m e t a r mll - b a s e da d v e r t i s i n gs y s t e mc a rw a sm a i n l yu s e df o r r e s e a r c hc a rm u l t i m e d i ad e v i c e s t h ec o n t e n t so ft h i sp a p e rm a i n l yi n c l u d et h eu s eo fm f cf o ru s e r i n t e r f a c ed e s i g n ，d e v e l o p m e n to fc o n c u r r e n ts e r v e ri ne m b e d d e dl i n u x e n v i r o n m e n t ，a n dd e v i c ed r i v e r sd e s i g n t h es y s t e mu s e di nt h ea u t o m o t i v e a d v e r t i s i n gt e c h n o l o g y , h a v e a d o p t e dg p sp o s i t i o n i n g ，w i f iw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y , t h es e l e c t e dm e d i af i l ef o r m a th a sb e e na n a l y s i st om e e tt h e d e m a n do f 北京化t 人学硕i j 学位论文 _ _ _ - _ - 一_ _ - _ 一 t h es y s t e m ，m a k e si tp o s s i b l et op r o c e s st h ev i d e oi n f o r m a t i o na n da u d i o i n f o r m a t i o na n dr e a l i z a t i o no fa u d i oa n dv i d e os y n c h r o n i z a t i o n k e yw o r d s ：a r m ，g p s ，e m b e d d e dl i n u x ，w i f i ，l i n u xd e v i c e d r i v e r i v 2 1 无线图像传输系统功能描述5 2 2 无线图像接收机控制器硬件结构6 2 3 无线图像接收机控制器软件设计7 2 - 3 1 用户交互界面设计8 北京化工人学颂j ：学位论义 3 3 8t v 媒体播放模块软件设计4 5 第四章系统调试。5 7 4 1 车载无线图像接收机控制器的调试5 7 4 2 车载广告系统的测试5 8 第五章结论。6 3 5 1 结论。6 3 5 2 未来研究方向6 3 参考文献。6 5 致谢6 7 研究成果及发表的学术论文。6 9 作者和导师简介7 1 v i c h a p t e r2e t h e r n e t - b a s e dc o n t r o l l e rf o rt h ei m a g er e c e i v e r 3 2 1f u n c t i o n a ld e s c r i p t i o n 3 2 2h a r d w a r es t r u c t u r eo f t h ew i r e l e s si m a g er e c e i v e r 4 2 3s o f t w a r ed e s i g no f w i r e l e s si m a g er e c e i v e rc o n t r o l l e r 5 2 3 1u s e ri n t e r f a c ed e s i g n 6 2 3 2t h em a i nc o n t r o lm o d u l ed e s i g n 1 ：； 2 3 3s y s t e md r i v e rd e s i g n 2 3 c h a p t e r 3b u sv i d e oa d v e r t i s i n gs y s t e md e s i g n 3 3 3 1t h eo v e r a l ls y s t e md e s i g n 3 3 3 2h a r d w a r ep l a t f o r mi n t r o d u c t i o n 3 4 3 2 1 t h em a s t e rc h i ps e l e c t 3 4 3 2 2a r m v 6a r c h i t e c t u r e 3 4 3 2 3n e wf e a t u r e si na r m l lp r o c e s s o r 3 4 ：；2 4o t h e rh a r e w a r es e l e c t i o n 3 1 ； 3 3s o f t w a r ed e s i g no f b u sa d v e r t i s i n gs y s t e m 3 5 3 3 1n e t w o r ka r c h i t e c t u r e 3 5 3 3 2m e d i ad e l i v e r ym o d u l ed e s i g n 3 7 3 3 3b u i l do f w i r e l e s sl a n 3 8 3 3 4b u i l do ff t ps e r v e r 3 9 3 3 6s o f t w a r ed e s i g no f g p sp o s i t i o n i n gm o d u l e 一4 0 3 3 7s o f t w a r ed e s i g no f v o i c en e w s p a p e rs t a t i o nm o d u l e 4 3 v l l 1 2 2 1 北京化t 人学硕1 ：学位论文 3 3 8s o f t w a r ed e s i g no f t vm e d i a p l a y e rm o d u l e 4 5 c h a p t e r 4t h es y s t e md e b u g g i n ga n d t e s t i n g 4 7 4 1d e b u g g i n gw i r e l e s si m a g er e c e i v e rc o n t r o l l e r 5 9 4 2t e s to f b u sv i d e oa d v e r t i s i n gs y s t e m 6 0 c h a p t e r5c o n c l u s i o n 6 3 5 1c o n c l u s i o n 6 3 5 2t h ef u t u r er e s e a r c hd i r e c t i o n 6 3 r e f e r e n c e s t ；! ； a c k n o w l e d g e m e n t 6 7 r e s e a r c ha n dp u b l i s h e dp a p e r s 6 9 u t h o ra n dt h ea d v i s o r 7 】【 v i l i 有了很大的改变，城市公 工具，然而在乘车的过程 中，如何打发时间并且更好的享受出行了乐趣成为一个急需要解决的问题，在这 种背景下，诞生了车载电视媒体【l 】，车载电视媒体作为目前一种比较新兴的传媒 形式，它不仅依靠节目的丰富性以及感染性使得乘客可以愉快的享受乘车生活， 而且因为其视觉性很强，并且可以多次重复的特性吸引着广大的广告厂商【2 】。 然而随着技术的发展，普通的车载便携设备产品已趋向于饱和，人们对于车 载设备的功能一体化要求越来越高。例如在公交、地铁等公共场合的交通工具中， 普通的功能单一的车载便携设备，无论是在媒体的更新上，还是在文件的管理上， 已经远远不能够胜任需求，所以在此基础上需要开发一款具有多种功能，可以为 公交车打造全套服务的车载广告系统。 北京化工人学硕j ：学位论文 1 2 论文研究的主要内容 本课题是研究室与企业的合作项目，由本人独立完成无线图像接收机控制器 以及车载广告多媒体系统的方案制定以及在所选用的硬件开发平台上完成系统 的软件设计。具体研究内容如下： ( 1 )完成无线图像接收机控制器的用户交互界面软件设计。 ( 2 ) 完成主控制板的服务器程序设计。 ( 3 )完成作为主控制板外接设备的图像接收机的驱动设计。 ( 4 ) 完成车载系统自动语音报站模块软件设计。 ( 5 )g p s 定位功能的软件实现。 ( 6 )w i f i 无线视频更新的实现。 ( 7 )编程实现媒体文件的格式解析，以及音视频的解码同步。并且实 现通过l c d 电视的高清晰度视频播放。 ( 8 ) 完成各功能模块的软件整合，使之能够相互协调有效的完成系统 功能。 1 3 论文研究中的难点和创新点 本课题研究中的难点主要表现在以下几个方面： 1 由于第三方的无线图像接收机的版本不断更新，所以接收机与p c 的通信 协议在不断变化，所以需要自己破解接收机与p c 的通信协议。 2 以太网协议众多，有双向传输协议和单项传输协议，其中双向传输对延 时的要很高，如t c p 协议，如果延时过大，则可能造成数据丢失、重传的情况， 这样数据带宽就得不到充分的利用，因此对设计提出了较高的实时性要求。 3 由于m p e g 一4 标准中只是以伪代码的方式定义了m p 4 文件的文件格式， 在定义了m p 4 的框架结构基础上，并没有给出实现文件存取的具体方式，所以 要完成音视频的同步播放，就必须通过程序手动解析m p 4 文件格式。 本课题研究中的创新点主要表现在以下几个方面： 1 、在媒体处理模块中，在l i n u x 的v 4 l 2 架构下，针对现有硬件平台提供 m p e g 4 硬件解码器的特点，对现有的m p 4 媒体文件格式进行了详细的分析，并 且通过程序完成了文件的解析，分离出了音视频索引信息，分别对其进行了解码。 并实现了音视频信息的同步。 2 、在无线数据更新部分，为各文件建立了索引，使得更新时无需从头开始 更新，可以工具索引的信息从断点出丌始更新。提高了媒体更新的效率。 2 口设 计，客户服务器设计到底层硬件的驱动设计都做了详细的说明。 第三章详细阐述了车载多媒体系统的设计，给出了整体设计方案，并且针 对项目需求，对各个模块进行了设计，实现了g p s 定位、无线局域网的搭建、 w i f i 无线更新、语音自动报站、通过l c d 电视播放高质量音视频。 第四章介绍了无线图像接收机控制器以及车载多媒体系统的调试方法，并对 系统进行测试。 第五章对全文进行总结，对后续应开展的研究工作给出了几点建议。 第_ | 章基于以太网的无线图像接收机控制器的设计 第二章基于以太网的车载无线图像接收机控制器的设计 本课题中，无线图像接收机控制器作为实验室无线图像传输系统的一个功能 模块，主要完成通过以太网对无线图像接收机进行控制。 控制。例如，改变图像接收机的频道，频率等信息。课题来源于实验室的项目。 送端如图2 - 1 所示。 a 摄像机 阅 - 掣 竭 接o 视频服务器 _ 协议转换器 一凸 口 i p - t s 斗 无线图像发射机 阋 - r j 4 5排线 、 捌 。 ! 浔 矿、j 图2 - 1 无线图像接收机发送端 f i g 2 - 1w i r e l e s sv i d e os e n d e r 通过摄像机采集四路图像，发送到视频服务器，然后经过协议转换器转换为 准的t s 流【5 】过后通过无线图像发射机发送到接收端。接收端如图2 2 所示。 h，7 、 - 6 0 、 。i 忱h ，目估圈一 、p j -晶访圈2 一 固多 ) ) 托删j；1 f 司南申、一，一二y 一 咿l 一嚅啦蓑熹百蜘一 淞器 北京化t 火学硕i ：学位论文 首先图像接收机接收发射机的数据，再通过协议转换器将其转换为i p 包通 过交换机发送到解码器。在解码器部分可以直接通过l e d 电视来完成对发送端 的监控，同时经过交换机来完成数据的二次编码。将数据编码为i p 包过后发送 到服务器端，在监控中心采用b s 模式即可在p c 上通过浏览器完成对发送端的 监控，由于在实际使用中通常发送端不止一个，而无线图像接收机是通过串口及 排线来控制，要实现对无线图像接收机的网络控制，就必须为其开发一款控制器。 宿主系统提供的硬件接口为r s 2 3 2 串口以及原先用于连接液晶控制板的排 针，控制板主要通过这两个接口与宿主系统完成信息的交互。 a r m 控制板【6 】通过网线连入因特网，作为服务器监听网络上的数据包，接 收符合要求的数据包，通过相应的数据结构来存储起来，再通过相应数据包解析 程序解析出其中的数据帧信息。因为该数据包中通常包含对图像接收机的控制数 据或者查询数据。解析完数据帧后在调用相应的驱动程序，将数据帧信息从用户 态写入内核态，因为在用户态通常无法操作实际的硬件设备，必须要通过驱动程 序来完成对硬件的操作。如果是查询帧则通过查询帧查询当前图像接收机的工作 状态，并且接收图像接收机的反馈信息。再通过网络发送给客户端。如果为设置 帧则直接将数据写入相应的硬件来控制图像接收机的当前状态。系统框图如图 2 3 所示。 第_ 二章基于以太 【) 9 的无线图像接收机拧制器的设计 1 0 0 m 以太网l u 4 5 接口( 采用d m 9 0 0 0 网络芯片) 、1 个u s bh o s t 、1 个u s b s l a v e b 型接口、3 个串行口等。用户可以将代码存放在n a n df l a s h 中，并从 n a n df l a s h 启动。内置的n a n df l a s h 将访问控制端口，并将引导代码( v m ) 自 动加载到内部s r a m 运行，之后s r m 中的引导代码将操作系统内核映像( z l m a g e ) 以及根文件系统加载到s r a m 并运行。较2 4 1 0 相比，它的主频超过2 4 4 0 的两 倍，主频为4 0 0 m h z 最大可达到5 3 3 m h z ，速度有了很大的提升。 考虑到开发周期以及成本等因素，在本系统中采用了m i n i 2 4 4 0 开发板作为 硬件开发平台，m i n i 2 4 4 0 开发板的核心处理器是$ 3 c 2 4 4 0 a ，硬件结构如图2 4 所示。 图2 - 4 硬件结构图 f i g 2 - 4h a r d w a r es t r u c t u r ed i a g r a m 2 3 无线图像接收机控制器软件设计 本系统的软件设计主要包括，用户交互界面设计、网络发送模块程序设计、 a r m 端服务器程序设计以及用于硬件控制的底层驱动设计。用户界面上采用的 是微软的m f c ( m i c r o s o f lf o u n d a t i o nc l a s s e s ) t 引，m f c 是一个微软公司提供的类 库( c l a s sl i b r a r i e s ) ，以c + + 类的形式封装了w i n d o w s 的a p i ，并且包含一个应 用程序框架，以减少应用程序开发人员的工作量。其中包含的类包含大量 w i n d o w s 句柄封装类和很多w i n d o w s 的内建控件和组件的封装类。利用它可以 方便的开发具有交互功能的图形界面供用户使用。网络发送模块以及a r m 端的 服务器设计采用了s o c k e t 网络编程来实现。s o c k e t 是u n i x 的进程通信机制。 通常也称作是“套接字”，用于描述i p 地址和端口，是一个通信链的句柄。s o c k e t 接口是访问i n t e m e t 使用的最广泛的方法。在本系统中采用了c s 架构，用户作 为客户端而控制器端作为服务器等待用户的连接。底层的驱动设计主要采用了 l i n u x 的l k m ( l o a d a b l ek e r n e lm o d u l e s ) ) 技术，将驱动作为模块动态加载到内核 北京化t 人学顾i ：学位论文 中，这样一方面便于系统的开发调试，另一方面也方便使用。可根据需要来对模 块进行选择来加载。 2 3 1 用户交互界面设计 用户交互界面主要是接收用户的输入，将用户的输入转换为网络数据包，通 过网络发送到接收端，并且将数据通过界面反馈给用户。 2 3 1 1 通信协议以及数据帧格式 系统的数据帧在总体上可以分为两类，请求帧和应答帧，请求帧又分为查询 帧和设置帧，查询帧主要负责查询图像接收机的当前工作状态，如当前工作的通 道号或者接收机所工作的频点等信息，接收机接收到查询命令后，以应答帧的形 式返回给用户。设置帧主要对图像接收机进行设置。通信时，p c 端发送请求帧 给被控设备，由于需要经过以太网发送，该数据帧需要首先封装成i p 包的形式， 然后经过网络发送给被控设备，被控设备首先解析出原始的控制帧信息，然后暗 中请求帧的要求处理后生成应答帧再通过网络发送给p c 端。 其中起始符代表每个数据帧的其实字符，为a s c i i 表示的撑，类型1 表示 该帧是查询请求帧还是设置请求帧，s 为设置帧，q 为查询帧，类型2 表示命 令的功能，结束符为每个数据帧的结束字符，为1 6 进制表示的0 x 1 0 ，对应a s c i i 表示的回车字符。 2 3 1 2 系统对话框的实现 按照项目需求，控制软件运行于w i n d o w s 平台，所以选择在m i c r o s o f tv i s u a l s t u d i o2 0 0 8 的环境下，开发基于对话框的应用程序界面，w i n d o w s 对话框可以 分成模式对话框以及无模式对话框两种，模式对话框在激活的状态下不允许激活 其他w i n d o w 窗口，除非关闭了这个对话框，无模式对话框与此刚好相反，其在 激活状态也可以同时存在其他激活的窗口，在激活其他对话框时，该对话框并不 要求关闭，而是出于非活动状态，用鼠标选中后即可激洲9 1 。系统软件主界面风 格如图2 4 所示。 第二章基于以太网的无线图像接收机拧制器的设计 a e s 密钥设置 工作模式设置 信道设置 信道模式设置 软件配置 图2 - 5 软件界面框架 f i g 2 - 5s t y l eo fs o f t w a r ei n t e r f a c e 人机交互界面由若干按钮以及对话框等组成，主要负责对无线图像接收机控 制器的设置以及对当前信息的获取以及显示，其中包括a e s 密钥设置模块，信 道模式设置，信道设置，工作模式设置等组成。当用户按下相应按钮时，则通过 后台网络程序来发送相应的数据帧信息，并且从控制器部分获取数据并且通过软 件显示给用户。软件还需要具有用户管理功能，图像接收机的查询、配置功能。 用户管理主要是给不同的用户分配不同的权限，在系统中，用户权限主要分为三 级，系统管理员、系统用户以及一般用户，系统管理员具有所有权限，可以建立 和删除用户，系统用户可以添加和删除需要查询的图像接收机，但是不能删除用 户，而一般用户只能查询接收机的参数，不能对其进行修改。 在界面设计上在菜单中加入登陆、用户管理、接收机管理等菜单，其中接收 机的区分是以i p 地址来区分如图2 - 6 所示： 嗣l 彝沪管理荆吼管理 窗口d帮助( 出 登景 注销 逐出茎统圆 i 一。二三，! 图2 石系统管理 f i g 2 - 6s y s t e mm a n a g e m e n tm e n u 在d i a l o g 中加入如下对话框接收机控制框如图2 - 7 所示 9 北京化t 人学硕i j 学位论文 图2 7 接收机管理 该 i 的 的 同 员 图2 - 9 客户端网络通信流程 f i g 2 - 9c l i e n tn e t w o r kc o m m u n i c a t i o np r o c e s s 用户在登录软件后，首先要加入加载套接字库，进行套接字库的版本协商( 在 类视图c r e m c t l m a c h i n e a p p 中) ， b o o lc r e m c t l m a c h i n e a p p ：i n i t l n s t a n c e ( ) i f i ! a f x s o c k e t l n i t o ) 北京化t 人学硕i j 学位论文 a f x m e s s a g e b o x ( _ t ( ”f a i l e d t oi n i t i a l i z e s o c k e t s ”) ，m b o ki m b _ i c o n s t o p ) ； 通过对话框的方式报错。 r e t u r nf a l s e ； ) ) 同时，在调用a f x s o c k e t l n i t 0 时要包含一个头文件a f x s o c k h ，把它包含到 s t d a f x h 中，即在s t d a f x h 中加入# i n c l u d e 。 在c r e m c t l m a c h i n e d l g 中增加一个b o o l 类型的成员函数i n i t s o c k e t ( ) 揪 套接字本身的初始化工作，再增加一个p r i v a t e 成员变量s o c k e tm s o c k e t ，部 分代码如下： b o o lc r e m c t l m a c h i n e d l g ：i n i t s o c k e t ( v o i d ) m s o c k e t = s o c k e t ( a f i n e t , s o c k _ s t r e a m ，0 ) ； 0 , 1 建一个s o c k e t ，获取s o c k e t 句柄，采用a f i n e t 协议簇，传输使用 t c p 协议。 i f ( i n v a l i d s o c k e t m s o c k e t ) 返回值检查。 m e s s a g e b o x ( ( ”f a i l e dt oi n i t i a l i z es o c k e t s ”) ) ； r e t u r nf a l s e ； ) 填写网络地址结构。 s o c k a d d r a d d r s o c k ； a d d r s o c k s i n f a m i l y = a f _ i n e t ； a d d r s o c k s i n _ p o r t = h t o n s ( 6 0 0 0 ) ；绑定端1 2 1 a d d r s o c k s i n _ a d d r s _ u n s _ a d d r2h t o n l ( i n a d d r a n y ) ； i n tr e t v a l ； r e t v a l 2 b i n d ( m _ s o c k e t ，( s o c k a d d r 车) & a d d r s o c k ，s i z e o f ( s o c k a d d r ) ) ； i f ( s o c k e t e r r o r r e t v a l ) m e s s a g e b o x ( ( ”b i n d ( ) f a i l e d n ”) ) ； c l o s e s o c k e t ( m _ s o c k e t ) ； 1 2 第二章基于以太网的无线幽像接收机控制器的设计 r e t u r nf a l s e ； ) r e t u r nt r u e ； ) 编译一下，然后放到o n l n i t d i a l o g 中调用，至此套接字的初始化工作就完成 了。套接字初始化工作在用户登录系统后就会运行，随后就等待用户输入，用户 通过按钮来操作，而网络通信程序则会响应用户的按钮事件，以某频道为例其网 络通信程序为函数v o i dc r e m c t l m a c h i n e d l g ：o n b n c l i c k e d b u t t o n 6 0 伪代码如下： c h a rr e c v b u f 1 0 2 4 ；定义接收缓冲区 c h a rs i g ；h 接收返回标志，用于判断返回数据是否有效 s o c k e ts o c k c l i e n t = s o c k e t ( a f _ i n e t , s o c k _ s t r e a m ，0 ) ；为客户端创建 s o c k e t ，采用t c p 通信协议。 d w o r d g e t l p ；用户存储本地获得的服务器i p 地址 c s t r i n gi p b u l h 存储i p 地址信息 i p 地址的输入使用m f c 的i p 控件来实现，而读取内容则通过对话框的确 定按钮，确定按钮响应程序为c o n f i g d l g ：o n b n c l i c k e d b u t t o n 7 ( ) d w o r dd w l p ；存储i p 地址 ( ( c i p a d d r e s s c t r l 幸) g e t d l g l t e m ( i d c i p a d d r e s s1 ) ) - g e t a d d r e s s ( d w l p ) ；获 取i p 控件内部地址信息。 c s t r i n gi p a d d r ； c h a ri p t m p 1 0 0 】； i p a d d r2 _ i 6 4 t o a ( d w l p , i p t m p ，10 ) ； ：w r i t e p r i v a t e p r o f i l e s t r i n g ( t e x t ( ”i p i n f o ”) ，t e x t ( ”i p a d d r e s s ”) ，i p a d d r , t e x t ( ”c ：k i n t e l k i p i n i ”) ) ；将服务器i p 地址信息保存到c 盘的i n t e l 目录的i p 硒 文件中，设置完后以消息框的形式通知用户设置是否成功。 g e t p r i v a t e p r o f i l e s t r i n g ( t e x t ( ”i p i n f o ”) ，t e x t ( ”i p a d d r e s s ”) ，t e x t ( ”) ， i p b u f g e t b u f f e r ( m a x p a t h ) ，m a x _ p a t h ，t e x t ( ”c ：i n t e l k i p i n i ”) ) ；从c 盘的 i n t e l 目录下的i p i m 文件中获取i p 地址信息 g e t l p = _ w t o i 6 4 ( i p b u f ) ；h i p 地址格式转换 i p b u f r e l e a s e b u f f e r ( ) ； s o c k a d d r i na d d r t o ； a d d r t o s i n = 采用协议簇f a m i l y a fi n e t ；ha fi n e t 北京化t 人学硕i j 学位论文 a d d r t o s i np o r t = h t o n s ( 6 12 4 ) ；绑定端口号 a d d r t o s i n a d d r s u n s a d d r = h t o n l ( g e t l p ) ；设定需要连接的服务器i p 地址 c o n n e c t ( s o c k c l i e n t ，( s t r u c ts o c k a d d r * ) & a d d r t o ，s i z e o f ( a d d r t o ) ) ；向服务器发出连 接请求 s e n d ( s o c k c l i e n t , 控制报文 , s t r l e n ( ”报文长度”) + 1 , 0 ) ；发送控制报文 r e c v ( s o c k c l i e n t ，r e c v b u f , 10 2 4 ，0 ) ；接收服务器回传的数据 s i g = r e c v b u f 0 ；根据返回数据类型作下一步处理 2 3 2 主控模块程序设计 主控模块程序设计是本系统的重点，主要包括两部分，一是服务器程序的设 计，而是作为控制板外接设备的图像接收机的驱动程序的设计。开发前首先要搭 建好嵌入式系统的开发环境，包括嵌入式操作系统的选型，交叉编译环境的建立 以及建立好目标板的操作系统。从而为系统丌发创建好软件环境。 2 3 2 1 嵌入式操作系统选型 本系统中所采用的硬件主处理器是，a r m 9 处理器，该处理器的一个显著特 点就是可以再其上移植操作系统。目前广泛使用的嵌入式系统主要有l i n u x 、 w i n d o w sc e 、p o w e r p c 、v x w o r k s 等【l 叭，由于主要涉及到网络方面的控制，需 要操作系统具有丰富的网络功能，并且可以方便实现对外围硬件设备的控制，同 时由于项目会被用于实际的工程中，所以成本也是必须考虑的问题，综合以上的 分析，在本系统中采用嵌入式l i n u x 作为软件开发平台。l i n u x 以其开源以及丰 富的网络功能应用于很多嵌入式设备，同时嵌入式l i n u x 开放源码的开发模型让 许多人能够为开发计划撰写程序、找出既有的问题、讨论可能的解决方案，并且 有效的修正问题。所以l i n u x 即是是在没有人维护的情况下，运行多年也不会有 问题。同时用户可以根据需要选用想安装的系统组件，对于内核而言，还可以在 配置期间选择系统所需要的特定功能，对于不需要的功能可以不将其编译进内 核。这样一方面可以减少开机的时间，另一方面也可以提高所要运行的目标程序 的效率。从程序代码的可用性方面来说，对于l i n u x 的内核源码以及所有生成工 具，包括l i n u x 的各种组件都可以在g n u ( g e n e r a lp u b l i cl i c e n s e ) 通用许可证下 毫无限制的免费获得，并且可以轻易的获得社区支持。 1 4 第一二章基于以太网的无线图像接收机控制器的设计 2 3 2 2a r m 嵌入式开发环境的建立 在系统的开发开始，需要建立起嵌入式的开发环境，因为嵌入式系统软件的 开发和服务器或者工作站下的软件开发不同。由于嵌入式设备硬件资源的限制， 使得一般情况下很难在其上安装或者运行软件开发所必须的编译器，调试器以及 一些库文件。完成程序的本地编译和调试，比较常用的方法试在主机上开发应用 程序，然后再下载到开发板上测试运行。也就是通常所说的交叉编译，所以需要 对宿主机以及目标板分别进行设置。交叉编译【l l 】的基本原理如图2 1 0 所示。 图2 。1 0 交义编泽基本原理 f i g2 1 0t h ep r i n c i p l eo fc r o s s - c o m p i l e 在本系统中，宿主机为普通的p c ，目标板为a r m 平台。宿主机的设置主 要是在其上建立交叉编译工具链，用于编译能在目标板上运行的可执行文件，由 于硬件平台是a r m ，所以可执行文件的格式是a r m l i n u x 形式的。交叉编译工具 链，通常在购买硬件板时，作为配件来提供，这种情况下只需要直接将其解压安 装到指定的目录即可，也可以工具实际需要手动建立交叉编译工具链。针对本系 统而言所需要的主要工具为针对当前目标板的g c c g + + 编译器，格式为 a n t i - l i n u x - g c c 儋+ + ，负责将源码编译为目标板所能识别的o b j 文件。以及目标系 统运行所必须的标准c 库g l i b c 以及目标系统所需要的内核头文件等。 在交叉编译器安装完成后，需要将编译好的可执行文件传送到开发板中，目 前比较流行的方式是在宿主机上搭建n f s 服务器，将目标板作为客户端，通过 m o u n t 命令将目标板的某个目录挂载到宿主机上，这样在宿主机上编译完成的文 件可直接拷贝到挂载目录，同步到目标板上，如果目标板有其他的硬件资源如 u s b 口等，也可以将编泽完成的可执行文件直接通过u 盘传送到目标板上运行 测试。 目标板的设置通常是通过串口连接到宿主机上，在宿主机上通过串口调试助 手或者s e c u r e c r t 等串口工具，可直接仿真丌发板的运行情况。 北京化t 人学硕i j 学位论文 2 3 2 3 目标板l i n u x 系统的建立 开发板在购买回来时，通常是没有运行任何软件的裸板，所以需要为其交叉 编译适合开发板的内核镜像，通过烧写工具烧写到开发板上，来完成基本软件环 境的建立，内核是所有l i n u x 系统的中心软件组件。它对上