基于ARM7的嵌入式家电控制系统的设计—最终稿.doc

基于ARM7的嵌入式家电控制系统的设计最终稿 基于ARM7的嵌入式家电控制系统的设计 摘要 目前,在嵌入式系统应用领域中,不少人对什么是嵌入式系统不甚了解。有些人搞了十多年的单片机应用,不知道单片机就是一个最典型的嵌入式系统;也有些人在解释什么是嵌入式系统时,不是从定义出发,而是列举了嵌入式系统的一些特点,往往不知所云。因此,有必要从现代计算的发展历史,了解嵌入式系统的由来,从学科建设的角度来探讨嵌入式系统较为准确的定义。 智能家居(Smart Home)是利用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术和传感技术等,依照人体工程学原理,将家居生活中的各类电子设备有机的结合在一起,通过网络化综合智能控制和管理的一种嵌入式系统。 电子、通信、传感和网络技术的不断发展和人们生活质量的提高,家居生活中的电子产品不但种类越来越多,功能更加完善,应用更加普遍,而且越来越智能化,最普遍的家居生活电子产品种类达数百种,实现对如此之多的家居电子产品的综合控制是智能家居发展的必然趋势。文中提出的基于ARM7 的无线智能家居控制系统,以ARM7 微处理器为核心 ,结合ZigBee 和GPRS 通信技术,根据实际需要实现对家居电子设备进行本地和远程两种方式的无线控制,本地控制是指在本地通过互联网将控制指令传输给控制系统来实现各种家居电器的监控,远程控制是指用计算机网络或手机短信将控制指令传输给控制系统实现对各种家居电器的远距离监控,这两种控制方式的结合将给我们的工作和生活带来极大的便捷,是未来智能化家居生活发展的必然趋势。 关键词:高速 ; 电子系统时代 ; 单片微型计算机; 内核 ; 智能家居;Based on ARM7 embedded home appliance the design of control systemABSTRACT at present, the application of embedded system in the area, many people of what is not very understanding of embedded system. Some people engage in more than 10 years of SCM application, do not know the SCM is one of the most typical embedded system; also some people in the interpretation of what is the embedded system, not from the definition, it lists some characteristics of embedded systems, often unintelligible. Therefore, it is necessary from the development history of modern computing, embedded system, from a viewpoint of subject construction of embedded system more accurate definition. Intelligent home furnishing Smart Home is the use of computer technology, network communication technology, integrated wiring technology and sensor technology, in accordance with human body engineering principle, the home furnishing life in various types of electronic equipment together organically, through the network of integrated intelligent control and management of an embedded system.Electronic, to achieve so much home furnishing products comprehensive control is the inevitable trend of the development of intelligent home furnishing. Based on the ARM7 wireless intelligent home furnishing control system, with ARM7 microprocessor as the core, the combination of ZigBee and GPRS communication technology, remote control is the use of computer networks or mobile phone short message control command will be transmitted to the control system to achieve a variety of home furnishing appliances remote monitoring, the two control modes of integration will give our work and life brought great convenience, is the future of intelligent home furnishing life development inevitable trend. Key words: high speed electronic ;system of single chip; microcomputer ;intelligent home;furnishing kernel Era;目录第一章 引言I1.1基于ARM7的嵌入式家电控制系统的设计概述I1.2 家电控制系统的背景及意义I1.2.2研究意义I1.3 国内外家电控制系统的发展及现状II1.3.1家电控制系统技术的发展II132家电控制系统的现状II1.4 本文的主要内容III第二章 系统的总体设计IV2.1总体结构IV2.2 工作过程V功能:具体功能如下通过GUI用户界面选择不同模式VI第三章 系统的硬件设计VIII3.1 Mini2440 开发板外观VIII3.2 Mini2440 开发板硬件资源特性VIII第四章 系统的软件设计XIII4. 1程序模块化设计XIII4.1.1 DM9000驱动程序模块XIII4.1.2 LED仿真程序模块XIV4.1.3 Lwip协议栈模块XIV4.1.4 Web数据处理程序模块XVI4.1. 5 触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序模块XVII4.2结构XVIII4.3子程序设计XIX4.3.1 视频编码设计XIX4.3.2网页登录界面编码设计XXI4. 3. 3 网页控制界面编码设计XXI4. 3 .4温度采集程序编码设计XXII第五章 系统的可靠性XXV第六章 总结与展望XXVII6.1总结XXVII62展望XXVII谢词XXVIII参考文献XXIX附录XXX第一章 引言1.1基于ARM7的嵌入式家电控制系统的设计概述 如果说建筑是凝固的音乐,那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的 音符。在科技发达、物质富庶的今天,自控系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖 的工具,而且是建筑装饰的一种实用艺术品,是自动化技术与建筑艺术的统一体。完善的自 控系统集装饰、照明、安防及节能于一身,尽力达到完美与和谐的统一,充分利用科学与艺 术的搭配,光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境,以加强 室内空间效果的气氛。试想,当房子的主人回到家,只要在门口的卡片阅读机刷一下卡或是指纹辨识、感应 磁卡等 ,家庭自动化系统在做过安全认证后,首先安防系统会先撤防,门禁系统会开门, 灯光控制系统的迎宾模式场景会将室内灯光和缓的开启,空调系统也启动了,若是晚间则客 厅的电动窗帘会自动关闭,最后音响系统将您最喜欢的那首帕海贝尔的卡农演奏曲播放出 来。而这一切的动作只是在一个起始动作后即门禁的读卡动作 ,全部自动完成。这不难想 到,以上所提到的子系统间势必要有一可互操作性Interoperable的关系,而其关键便是一个开放性的网络平台及架构。1.2 家电控制系统的背景及意义1.2.1 家电控制系统的背景 近年来,随着网络宽带、计算机的处理能力和存储容量的迅速提高,以及各种视屏信息处理技术的出现,全数字化、网络化的视屏监控系统优势愈发明显,其高度的开放性、集成性、和灵活性为视屏监控和设备的整体性能的提升创造了条件,同时也为整个社会的安全产业的发展提供了更加广阔的空间,市场上的各种崭新的应用不断涌现,应用网络的远程视频监控系统是嵌入式领域前沿的应用模式之一。1.2.2研究意义 嵌入式系统以其成度高、体积小、低功耗、成本低、速度快、可靠性强及稳定性高等特点得到越来越广泛的应用,尤其是随着近来电子技术、网络技术的快速发展,与嵌入式网络视频监控的应用也越来越多。网络的视频监控可以安装在室内例如公司的经理可以对公司内部员工进行实时监控从而督促员工提高业绩,安装在家庭中防盗,仓库以及连锁超市等。也可以安装在户外,使用一些户外设施进行监控的处所,比如建筑工地、小区别墅、工厂、道路等。可以达到出门在外也可以远程监控,不受地域范围的约束。1.3 国内外家电控制系统的发展及现状1.3.1家电控制系统技术的发展 多年来,远程视频监控系统经历了从第一代模拟系统(VCR),到第二代部分数字化的系统(DVR/NVR),再到第三代全数字化的系统(网络摄像机和视频服务器)三个阶段的发展演变。这是一个从集中监控向网络监控的发展历史,早期的监控系统,采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监视,并通过操作盘来进行集中式操作,而计算机监控系统是以监测控制计算机为主体,加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象共同构成的整体。在现代企业的生产和管理中,大量的物理量、环境参数、工艺数据、特性参数需要进行实时检测、监督管理和自动控制。由于嵌入式行业生产过程控制的高环境适应性、高实时性、和高可靠性等特点,远程监控技术一直沿着自己的道路发展,这种系统以计算机网络为基础,使系统资源分配趋于合理。远程监控是本地计算机通过网络系统如Internet/Intranet,对远端进行监视和控制,完成对分散控制网络的状态监控及设备的诊断维护等功能并且要能够及时地监视设备的运行状态并进行有效控制。 这一过程中远程视频监控系统与设备虽然在功能和性能上得到了极大的提高但是也仍然受到一些因素的限制,包括远程视频监控系统配置和以及视频监控设备在功能和性能上的局限性。Internet能实现资源的共享,从而使人们有能力解决以前在极有限的资源下很难解决的问题,为远程监控系统的发展提供了有利的条件。1.3. 2家电控制系统的现状 随着因特网日趋普及,家用电器也开始革新并被赋予信息功能。目前,人们熟知的电视、电话、电冰箱、收音机等老家电,在国外已被改头换面为网络家电,成为二十一世纪的新宠.网络冲浪电视机能使用户边看电视节目,边在互联网上巡游,并可以把与电视节目有关的网址下载,还可通过E-mail传送视频、音频及静态图像,也可连接打印机,将所需网络的资料打印出来;网络可视电话与家用电脑的网络连接装有因特网软件声卡、麦克风扬声器和视像屏幕,不仅可以在网上面对面聊天,还能通过因特网拨号到美国、日本、法国、德国等世界各地直通长途电话,收费便宜。网络信息冰箱则以游戏机上网为先导,冷冻室门是38厘米液晶显示屏,可接收有线电视或网络服务的信息,并可通过主页传递家庭电子邮件或本地区各类信息;网络全球收音机通过通讯卫星接收全球1000多家广播电台的信号,调频清晰,音质尤佳,并可以进入因特网收听各种综合服务的数据信息网络家电的国际市场可谓色彩斑斓,日新月异。 网络家电的大潮不仅在国外汹涌澎湃,国内的家电市场同样波澜不兴。银灰色的海尔网络电器是海尔设在美国硅谷的海尔研发中心经过3年多的潜心研究自主开发出的一整套网络家电。海尔推出的网络家电包括网络微波炉、网络冰箱、网络洗衣机、网络空调、网络热水器、网络洗碗机、网络摄像机、可视电话、便携笔记本电脑、自动窗帘等十多个门类近百个品种。随着家电市场竞争的加剧,长虹加强了产业结构的升级换代。就网络家电方面,长虹与IBM高层代表团进行了专题技术交流,并探讨建立战略合作的具体事宜。1999年,以交互式宽带多媒体信息网投入商业运作为标志,长虹拉开了进军有线电视网络、从事增值服务的序幕。 目前,海尔、思科、IBM、科龙等企业都致力于网络家电的开发。可见,老家电风光不再,取而代之的网络家电将会在新世纪的家电市场叱咤风云。1.4 本文的主要内容 家电无线接入模块,实现对家用电器的远程控制。无线接入模块采用TI的CC1100,因特网接入网关采用嵌入式ARM7平台,形成一个相互联系的网络系统,有效实现家用电器与用户之间的双向通信主要技术1uC/OS-II在处理器中的移植,移植是整个系统实现的重点难点,uC/OS-II内核与处理器相关文件有C语言文件OS-CPU.H、OS-CPU.C和汇编文件OS-CPU.ASM。主要移植工作就是针对这些文件做一些改写,使之与处理器相适合。主要技术2DMA双向数据传输机制,DMA传输将数据从一个地址空间复制到另外一个地址空间,在实现DMA传输时,存在着一个总线控制权转移的问题。一个完整的DMA传输经过:DMA请求?DMA响应?DMA传输?DMA结束。主要技术3LwIP协议栈,LwPI协议实现了TCP/IP协议栈最基本的功能,能够发送、接收、转发分组、支持IP分片以及能够处理部分IP选项,最终实现五层协议的以太网。主要技术4运用JAVA语言编写远程视频监控视频客服端。第二章 系统的总体设计2.1总体结构图2.1总体结构模块详情情况如表2.1所示:模块名称模块标识符网页登陆界面WebpageLandInterface网页控制界面WebpageControlInterfaceDM9000驱动程序DM9000DriverLwip协议栈LwipWeb数据处理程序WebServer视频项目Video温度采集程序getTempLED仿真程序LedSimulation触摸屏数据处理程序TouchDataHandleGUI界面控制程序GUIControl表2.1模块详情2.2 工作过程图2.2工作过程MainTaskStk主任务)在主任务中完成初始化操作,并创建了系统需要的所有任务,挂起相应界面任务。TaskNetWork协议栈任务初始化LWIP协议栈和网卡DM9000。TaskSockert套接字任务建立网页服务器。TaskVideo视频任务用于开启和关闭摄像头采集,处理网页控制消息,视频界面消息。TaskWindow窗户任务用于窗户的开启和关闭,处理网页控制消息,窗口界面消息。TaskLight电灯任务用于电灯的开启和关闭,处理网页控制消息,电灯界面消息。TaskTemp采集温度任务采集温度。TaskUserInterface主界面任务初始化GUI,布局主界面及按键处理。TaskFamilyInterface家庭界面任务布局家庭界面任务及按键处理。TaskNetInterface布局家庭界面任务及按键处理。TaskWindowInterface布局窗户界面任务及按键处理。TaskLightInterface布局电灯界面任务及按键处理。TaskTempInterface布局温度界面任务及按键处理。TaskVideoInterface布局家庭界面任务及按键处理。TaskHelpInterface用于显示帮助手册及按键处理。TaskAboutInterface用于显示制作团队和软件版本,按键处理。程序描述:此模块是为了能在网络上监控家里的情况和控制家里的电器,提供了人性化交互界面,可远程控制也可本地控制。本程序属于常驻内存,可重入,有覆盖要求,并发处理的模块。功能:具体功能如下通过GUI用户界面选择不同模式远程模式:可在Internet通过浏览器输入网址和登录密码监控家里的情况和控制家里的电器。本地模式:通过GUI用户界面在开发板上直接控制家里的电器。性能:1.精度:对数据要正确的输入,否则系统将会自动退出。2.时间性:该模块响应时间比较迅速,当用户正确的操作时,系统很快的进行数据的接受,处理和传送。以达到实时性的基本要求。3.灵活性:红外遥控控制改变为串口红外模式控制。用户接口:在用户界面接口,根据需求分析结果,用户需要一个用户友善界面。在界面设计上,应做到简单明了,易于操作,并且要注意到界面的布局,应突出的显示重要的信息。用户在使用远程控制时需登陆网址,在进入用户界面时,需用户登录有自己设置的用户名、密码、验证码。同时,运行出错时应以标准形式给出出错提示。总的来说,系统的用户界面应做到可靠性、简单性、易学习与使用。外部接口:本系统同外界的接口有家庭模式与远程模式用户界面、串口通信接口、软件与硬件的接口有USB下载线、开发板与电源的接口电源线、摄像头和各种用户想要控制的电器与开发板的接口。内部接口:网络模块:向网络和个任务提供数据接口。触摸屏模块:为门铃响应任务模块提供接口。存储分配:本模块由C语言和嵌入式操作系统编码实现。所以内存分配在程序运行时由系统自动完成。第三章 系统的硬件设计3.1 Mini2440 开发板外观 图3.1 Mini2440 开发板外观3.2 Mini2440 开发板硬件资源特性 CPU 处理器 - Samsung S3C2440A,主频400MHz ,最高 533Mhz SDRAM 内存 - 在板 64M SDRAM - 32bit 数据总线 - SDRAM 时钟频率高达 100MHz FLASH 存储 在板 256M/1GB Nand Flash, 掉电非易失用户可定制 64M/128M/256M/512M/1G 在板 2M Nor Flash ,掉电非易失,已经安装BIOS LCD 显示 - 板上集成 4 线电阻式触摸屏接口,可以直接连接四线电阻触摸屏 - 支持黑白、4 级灰度、16 级灰度、256 色、4096 色 STN 液晶屏,尺寸从 3.5 寸到 12.1 寸,屏幕分辨率可 以达到 1024x768 象素; - 支持黑白、4 级灰度、16 级灰度、256 色、64K 色、真彩色 TFT 液晶屏,尺寸从 3.5 寸到 12.1 寸,屏幕 分辨率可以达到 1024x768 象素; - 标准配置为统宝 3.5” 真彩 LCD ,分别率240x320 ,带触摸屏; 接口和资源 1 个 100M 以太网RJ-45 接口采用 DM9000 网络芯片 - 3 个串行口 - 1 个 USB Host - 1 个 USB Slave B 型接口 - 1 个 SD 卡存储接口 - 1 路立体声音频输出接口,一路麦克风接口; - 1 个 2.0mm 间距 10 针 JTAG 接口 4 USER Leds - 6 USER buttons带引出座 - 1 个 PWM 控制蜂鸣器 - 1 个可调电阻,用于 AD 模数转换测试 - 1 个 I2C 总线 AT24C08 芯片,用于 I2C 总线测试 - 1 个 2.0 mm 间距20pin 摄像头接口 - 板载实时时钟电池 - 电源接口5V,带电源开关和指示灯 系统时钟源 - 12M 无源晶振 实时时钟 - 内部实时时钟(带后备锂电池) 扩展接口 1 个 34 pin 2.0mmGPIO 接口 1 个 40 pin 2.0mm 系统总线接口 规格尺寸 - 100 x 100mm 操作系统支持 - Linux + Qtopia-2.2.0+QtE-4.6.1独创双图形系统共存,无缝切换 - WindowsCE.NET 6.0R31,串口电路图1 串口电路2.USB端口电路图2 USB端口电路3.复位电路图3 复位电路4.CMOS摄像头接口图4 CMOS摄像头接口 CMOS的优点是灵活度高,通透新一般,对实物还原能力偏差曝光也都不太好,在采用CMOS为感光元件的产品中通过采用影像光源自动增益不强技术,自动连读,白平衡控技术,色饱和度,对比度,边缘增强好。功耗比较低,CMOS影像传感器将每一画像素的电荷转换成电压,读取前就将其放大,利用3.3V电源即可驱动TESEDT pin 没有引出,由芯片里面的控制,SBCL/SBDA pin 里面的已有上拉电阻,系统可以不加上拉电阻第四章 系统的软件设计4. 1程序模块化设计4.1.1 DM9000驱动程序模块图4.1.1 DM9000驱动程序模块DM9000驱动程序模块详情如表4.1.1:本功能的模块组合文件名称类名功能描述S3C2440lib_emac.cDM9000_init初始化DM9000网卡S3C2440lib_emac.cEMACReadPacket()接收网络数据的数据包S3C2440lib_emac.cEMACSendPacket()DM9000向网络发送数据包 表DM9000驱动程序模块4.1.1 DM9000驱动程序: 对DM9000网卡进行初始化,通过 DM9000接收网络数据,通过 DM9000向网络发送数据。DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的,单芯片快速以太网MAC控制器。它有一个一般处理接口,一个10/100M自适应的PHY和4K DWORD值的SRAM。它的目的是在低功耗和高性能进程的3.3V与5V的支持宽容,DM9000还提供了介质无关的接口,来连接所有提供支持介质无关接口功能的家用电话线网络设备或其他收发器。该DM9000支持8位,16位和32 -位接口访问内部存储器,以支持不同的处理器。DM9000物理协议层接口完全支持使用10MBps下3类、4类、5类非屏蔽双绞线和100MBps下5类非屏蔽双绞线。这是完全符合IEEE 802.3u规格。它的自动协调功能将自动完成配置以最大限度地适合其线路带宽。还支持IEEE 802.3x全双工流量控制。这个工作里面DM9000是非常简单的,所以用户可以容易的移植任何系统下的端口驱动程序4.1.2 LED仿真程序模块图4.1.2 LED仿真程序模块LED仿真程序: 控制LED的亮和灭,用户能正确地控制led的亮和灭,功能如表所示:本功能的模块组合文件名称类名功能描述S3C2440sourceled.cLed_onLED亮函数S3C2440sourceled.cLed_offLED灭函数表4.1.2 LED仿真程序模块include 2440addr.h#define LED1_ON15#define LED2_ON16#define LED3_ON17#define LED4_ON18#define LED1_OFF15#define LED2_OFF16#define LED3_OFF17#define LED4_OFF18void delayint timesint i; for;times0;times- fori0;i400;i+;void Led_port_initvoid/*设置GPB5-GPB8为输出端口*/ rGPBCON & 310|312|314|316; rGPBCON | 110|112|114|116;void Led_onint iifi1rGPBDAT rGPBDAT&LED1_ON;else ifi2rGPBDAT rGPBDAT&LED2_ON;else ifi3rGPBDAT rGPBDAT&LED3_ON;elserGPBDAT rGPBDAT&LED4_ON;void Led_offint iifi1rGPBDAT rGPBDAT|LED1_OFF;else ifi2rGPBDAT rGPBDAT|LED2_OFF;else ifi3rGPBDAT rGPBDAT|LED3_OFF;elserGPBDAT rGPBDAT|LED4_OFF;void Led_on_offvoid/* 全亮 */rGPBDAT rGPBDAT&LED1_ON&LED2_ON&LED3_ON&LED4_ON; delay500; /* 全灭 */rGPBDAT rGPBDAT|LED1_OFF|LED2_OFF|LED3_OFF|LED4_OFF;delay500; 4.1.3 Lwip协议栈模块图4.1.3 Lwip协议栈模块Lwip协议栈模块详情如表4.1.3本功能的模块组合文件名称类名功能描述LwIPapi_lib,cnetconn_new建立网络套接字接口LwIPapi_lib,cnetconn_bind绑定端口号LwIPapi_lib,cnetconn_listen监听连接请求S3C2440lib_emac.cDM9000_init含有设置Lwip协议栈的MAC地址LwIPnetifethernetif.clow_level_init设置Lwip协议栈的MAC地址,要和DM9000的MAC地址一样LwIPLwIPEntry.c_ilvSetLwIP设置IP地址,掩码,网关 表Lwip协议栈模块 4.1.3 Lwip协议栈: 处理网络协议. 看懂LwIP协议栈的工作原理,使用Lwip提供的网络编程函数进行网络编程,处理网页数据,能成功接收到网络的数据,能成功发送数据到网络中,能设置网络参数,如IP地址,掩码,网关,MAC LwIP是Light Weight 轻型IP协议,有无操作系统的支持都可以运行。LwIP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少对RAM 的占用,一般它只需要几百字节的RAM和40K左右的ROM就可以运行,这使LwIP协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。 其主要特性如下: 支持多网络接口下的IP转发; 支持ICMP协议; 包括实验性扩展的UDP用户数据报协议; 包括阻塞控制、RTT 估算、快速恢复和快速转发的TCP传输控制协议; 提供专门的内部回调接口Raw API,用于提高应用程序性能; 可选择的Berkeley接口API 在多线程情况下使用? 4.1.4 Web数据处理程序模块图4.1.4 Web数据处理程序模块Web数据处理程序: 处理网页数据. 能正确提取出网页的控制信息,并根据控制信息作出相应的处理如表4.1.4所示:本功能的模块组合文件名称类名功能描述LwIPcoreWebServr.cget_Value 提取网页的请求信息,如用户名、密码、控制界面的控制信号LwIPcoreWebServr.cdo_http_get根据提取的网页信息,给处理任务发送相应的处理消息,如开启视频,关闭视频等。LwIPcoreWebServr.cgenerate_response 对函数do_http_get进行的应用包装LwIPcoreWebServr.cDM9000_init含有设置Lwip协议栈的MAC地址LwIPcoreWebServr.clow_level_init设置Lwip协议栈的MAC地址,要和DM9000的MAC地址一样LwIPcoreWebServr.c_ilvSetLwIP设置IP地址,掩码,网关表Web数据处理程序模块 4.1.44. 1. 5 触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序模块图4. 1. 5 触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序模块触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序: 画出用户界面并作出相应处理, 通过用户界面控制本地模式和远程模式的切换功能如表4. 1. 5 触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序模块本功能的模块组合文件名称类名功能描述uC_GUIWidgetbutton.cBUTTON_Create创建按键函数uC_GUIWidgetbutton.cBUTTON_SetFont 设置按键字体函数uC_GUICoreGUI_OnKey,cGUI_GetKey获取按键信息函数表4. 1. 5 触摸屏数据处理程序和GUI界面控制程序模块4.2结构 图4.2 结构流程图功能需求与程序的关系 本条用一张如下的矩阵图说明各项功能需求的实现同各块程序的分配关系如表4.3所示:功能需求主任务初始化创建子任务模块Lwip协议栈模块温度采集模块视频模块DM9000驱动模块网页控制界面模块网页登陆界面模块触摸屏模块网页登陆网页控制本地控制修改密码摄像温度显示表4.3需求关系人工处理过程 本软件系统的工作过程中需要用户按照界面提示选择想要控制的按钮,当要实现远程控制的时候需要用户登录网页进入用户界面进行登录。 4.3子程序设计4.3.1 视频编码设计 图4.3.1 视频编码设计 视频模块: 控制摄像头的视频播放,照相,视频的放大缩小, 能正确控制摄像头的视频播放,照相,视频的放大缩小。用户可以再用户界面控制视频播放,照相,放大和缩小功能如:*LCD视频和控制信号输出或者停止,1开启视频输出*/*static void Lcd_EnvidOnOffint onoffifonoff1rLCDCON1|1; / ENVIDON elserLCDCON1 rLCDCON1 & 0x3fffe; / ENVID Off*/*不过在此之前要进行视频的调试和视频的初始化等如表4.3.1 视频编码设计所示:本功能的模块组合文件名称类名功能描述Camifcamif.c CamInit摄像头的初始化Camifcamif.cCamera_Test 控制摄像头的视频播放表4.3.1 视频编码设计所示4.3.2网页登录界面编码设计 图4.3.2网页登录界面编码设计网页登陆界面: 以字符串的形式储存网页数据,对浏览器提出的登录请求做出响应,即浏览器提出连接请求时,该模块要把登陆界面网页数据发送出去如表4.3.2所示:本功能的模块组合文件名称类名功能描述LwIPcoreWebServer.cbuf_entry_登陆网页数据数组LwIPcoreWebServer.cStrcat()将网页数据连接成完整的LwIPsrcapiapi_etconn_write()LwIP发送函数,将网页数据发送出去 表4.3.2网页登录界面编码 4. 3. 3 网页控制界面编码设计图4. 3. 3 网页控制界面编码设计网页登陆界面: 登录成功后发送控制界面,并处理控制命令, 以字符串的形式储存网页数据,当输入正确的用户名和密码时发送控制界面的网页数据,并对控制页面发出的控制信息请求做出响应。如表4.3.3所示:本功能的模块组合文件名称类名功能描述LwIPcoreWebServer.cbuf_main_登陆网页数据数组LwIPcoreWebServer.cStrcat()将网页数据连接成完整的LwIPsrcapiapi_etconn_write()LwIP发送函数,将网页数据发送出去表4.3.3网页控制界面编码设计4. 3 .4温度采集程序编码设计图4. 3 .4温度采集程序编码设计温度采集程序: 采集ADC数据来模拟温度, 能正确提取出网页的控制信息,并根据控制信息作出相应的处理如表4.3.4所示本功能的模块组合文件名称类名功能描述S3C2440sourceADC.cReadAdc采集ADC数据来模拟温度表4.3.4温度采集程序编码设计#include 2440addr.h#define LOOP 10000#define ADC_FREQ 2500000volatile U32 preScaler 50000000/ADC_FREQ -1;int ReadAdcint chint i; static int prevCh-1; rADCCON 114|preScaler6|ch3;/setup channel ifprevCh!ch rADCCON 114|preScaler6|ch3;/setup channelfori0;iLOOP;i+;/delay to set up the next channelprevChch; rADCCON|0x1;/start ADC whilerADCCON & 0x1; /check if Enable_start is low while!rADCCON & 0x8000;/check if ECEnd of Conversion flag is high return intrADCDAT0 & 0x3ff ;第五章 系统的可靠性 由于远程视频监控系统有软硬件两部分组成,首先,硬件部分可能由于长时间的使用,当周围环境的湿度比较大时,空气中的灰尘就会粘附到硬件上,这样,长期以往,就有可能造成部分电路出现短路现象。所以需要技术人员或者用户要经常去清洗硬件部分,去维护硬件,以达到更长的使用时间。其次,软件部分需要在设计阶段就要进行周密的考虑,制定测试计划,反复的对其进行测试,以达到在产品成型后将出现故障可能性降低到零。因为软件一但下载到目标板后维护起来就比较困难。 高可靠性和高稳定性是系统设计的首要目标,在设计中要充分考虑家居应用中可能出现的情况,在设备选型时,在条件允许的情况下,尽可能选取高可靠性和高稳定性的设备,关键设备应有备份,以保障系统在任何条件下的正常使用。 实用性 :兼顾多媒体、音视频、家电互连互控等多种使用功能,务必讲究简洁实用,满足各种使用要求。系统要保证技术上的可行性和经济上的可能性。当今科技发展迅速,可应用于住宅小区的技术和产品层出不穷,设计选用的系统和产品应能够使用户或甲方得到实实在在的受益,满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途径中,选择最经济、可行的技术与方法。以现有成熟的技术和产品为对象进行设计,同时考虑到周边信息、通信环境的现状和发展趋势,并兼顾管理部门的要求,使系统设计方案可行。 移动性 :在设计中充分考虑多种设备的可公用性,即可以移动及组合使用,从而大大提高系统设备的利用率,使整体上满足经济性要求。 为满足系统所选用的技术和设备的协调运行能力,以及系统投资的长期效应和系统功能扩展的需要,系统设计必须坚持系统的开放性和标准性。系统的开放性已成为当今系统发展的一个方向。系统的开放性越强,系统集成商就越能够满足用户对系统的设计要求,更能体现出科学、方便、经济、实用的原则。 开放性和标准性 :在设计中要按照高起点、高质量、高可靠性的原则设计,采用先进和成熟的设备及施工工艺,保证系统的技术水平和长期生命力。 系统设计既要考虑系统的先进性,更要注重系统的稳定性、可靠性。系统的设计应具有较高的可靠性,在系统故障或事故造成系统瘫痪后,能确保数据的准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能。特别在重要的系统中,应具有高的冗余性,确保系统能够正常运行。 扩充性 :各系统应具有数据共享功能,可以与其它系统相联,以便于获取相关数据。应具有Internet及网络接口,便于查询所需信息或进行信息发布。 为了适应系统功能变化的要求,系统设计充分体现以最简便的方法、最经济的投资,实现系统的扩展和维护。 理想的住宅小区,除了要有合理的规划、优美的环境和配套齐全的设施等“硬件”环境外,小区内的“软件”环境也同样重要,即多样化的信息服务、安全舒适的居住环境、方便周到的物业管理和丰富多彩的社区文化。 智能性及友善性 :设计中使用的界面应尽可能友善,操作尽可能简单,便于用户的使用。 第六章 总结与展望6.1总结 基于网络的远程视频监控在各个领域应用广泛,视频监控系统经历了本地模拟信号监控系统,数字监控系统,嵌入式技术的网络数字监控系统等发展过程,现在正在向前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化的方向发展。因此把嵌入式设备作为监控前端,把模拟的视频信号转化为数字信号并引入lwIP网络协议,实现随时随地进行监控是视频监控发展的一个方向。 使用实时采