ARM开发教程基于嵌入式ARM的图像采集与传输设计_.

1、千住3G我入式移动壬展囘舛技碼发中心ARM开发教程之ARM开发教程基于嵌入式ARM的图像采集与传输，殳计o引言1系统俎成1.1统的硬件构成1 2系统软件设计2視频采集的具体实现、ynl2.1摄像头驱动的实现、1）配JtVideO41inux内核、之彳 务厂社2）配JLOV511屉动3）模块安装2. Z利用Vide（）41inux实现图像采集.3无线传输模块.4结束语孑 千住3G跌入式移动芝狀网舛技磅发中芒简介随着嵌入式技术的迅猛发展和Linux在信息 行业中的广泛应用，视频采集与传输系统 作为远程视频监控、可视电话会议和工业

2、 自动控制领域的一项核心技术，近年来已 经得到了飞速的发展。本文在基于嵌入式Linux系统平台上，采用USB摄像头捕捉视 频信号，利用V4L內核应用编程接口函数， 实现了视频连续帧图像的采集，并保存成 文件的形式利用无线传输方式传输给接收 端。干毎 www.mobiletnH这里着重讨论视频采集发送端的实现。 www.mobiletnH1.统的硬件构成本系统包括发送端和接收端2部分，两部分均采用Samsung公司生产的S3C2410处理器做硬件开发平 台。S3C2410在片上集成了丰富的组件：分开的16

3、 KB指令Cache和16 KB数掳Cache、 用扌虚拟春磁器 管理的MMU、 支持STN和TFT的LCD控制器、NAND Flash启动装载器、具有片选逻辑和SDRAM控制器 的系统管理器、3通道UART、4通道DMA、4通逍PWM定时器、1/0口、RTC、8通道10位ADC和紗 摸屏接口、I2C总线接口、I2S总线接口、USB主设 备、USB从设备、SD卡和MMC卡接口、2通道的SPI以及PLL时钟发生器，述采用了AMBA(advmnced micrcocontrollerbus architecture)新型总线结构。 www.mobiletnH千住

4、3G於入式移动芝联闾舛技磅发中心应用S3C2410处理器平台搭建的发送端硬件纟&构如图1所示： 包括S3C2410处理器、RS232接口、JTAG接 口、RJ-45接口、SDRMA、Flash、电源、通过USB口连接的視频采集模块和通过USB接口迄接的 視频发射模块。RS232串口用于人机交互及低速数据的收发，应用电 平传换芯片MAX-323进行串u电平和TTL/CM0S4L平的传换。JTAG接 用于下找Bootloader RJ-45接口用于和以太网连接，下栽操作系统Linux内核、根文件系统和应用软件。SDRMA用于系统的数据存储器、Flash用于系统的则 a 理寸 应呼H“HMM

5、卜13- - SJC24IO tt/IIB/ 、皿1、JPWWtWft | 1艰迖瑞地什结恂岗干锤 LinuxlHH图3系统软件绍构图千t3G我入式移动壬展网舛技碼发中心应用S3C2410处理器平台搭建的接收端硬件电路如图2所 示：与发送终端相比，多了SD卡和LCD显示器。SD卡主要 用来存储数据，LCD显示器主要用来显示视频图像。| Rsmwn | | jiActn |SX4IOttJWSIMIAMI 1J1. 2 ARM开发教程之系统软计系统的软件构成分为引导驱动程序、操作系统、文件系统 和应用程序4部分，如图3所示

6、。引导驱动程序在系统启动 时进行内存重映射，将保存在Flash中的操作系统和应用 程序重新映射到SDRAM中。Linux的内核版本为Linlix2.6。文件系统是Yaffs,它包括模块、配置文件和库等。系统的 应用程序建立在嵌入式Linux内核、摄像头驱动和文件系统之上0祖像渎JK劝03 千伶3G52入式移砌壬联闯舛技磅发中心2 ARM开发教程之WW采集的具体实现金USB摄像头连接简单、使用灵活、价格低廉且具有 良好的性能，因此，得到了广泛的应用。Linux内核 包含了多种USB摄像头驱动，最常用的有基于OV511及其兼容芯

7、片。OV511芯片主要包括CAMERA接口、DRMA接口、ISO FIFO接口和0rnniCE以及USB控制 器等部分。本设计使用的是在低端市场占有率较高 的中芯微公司生产的ZC030X系列摄像头芯片。Linux系统中的视频 子系统VideOinux为视频应用 程序提供了一套统一的API,视频应用程序通过调 用API即可操作各种不同的视频捕获设备， 包括电视卡、视频捕捉卡和USB摄像头等。本设计的具体 实现过程如下所述： /二 详”和士 Rd 头驱动 的实玫HE 壬祁舛发卄干毎液n-,ri b c d t r u 菜单选项，然后将

8、Video for Linux配置为模块，即:Device driver-Multimedia devices- Video for www.mobiietnH返回主菜单，在进入USB support- 菜单选项，然后将USB 0V511camera support设置为模块，即： SUB suppor-USB 0V511camera support(NEW)wvxw m bed I nii n .or g 执行以下命令安装视频输入模块：insmod videodev. o执行以下命令安装视频输入设备驱动

9、模块:insmod usbcore. oinsmod usb-ohci-s3c2410koinsmod ov511. o由于使用的设备是USB接口的摄像头，所 以在加载ov511. o模块前，需要加载USB内核 驱动和主机控制器驱动。&干SBKA武学院3）模块安装mbcdt.rtilti.oFg千饪3G我入式存讷壬展网舛技磅发中心干毎2&5ttaBVideO41 inux夹现SB像釆在安装了图像采集设备强动点，只需关再编写一个对视频采集的应用程序就 町以采集祝頻出像在 Linux 系统中.视頻文件是设务文件，幵以似访问普适 文件一样对其进行读写，扌聂像头文件一級足/dev/v4

10、1/video。在进行视频 抽捉之新，需要做一些必妥的设豈工作。这些设豈沙及到如下結构：二PSrror tU(10G t 1 u - r 1 I pc.KtaL V_CHOlHtV 1 lvr t u IDf 0 Cl I P OKThtAP - 1 uvr丄皿viptoCLirMAr sixec y oms 工 rt999aU33 viiucn. Iilil 匕U*a. lmLXai , .停U d!“ uiprn crruiir rurw iWVXWXJV4L下视频采集编程首先要打开视频设备：Int fd二open(/dev/

11、v41/video,O_RDONLY);If(fdO)return-l;接着对摄像头参数进行设置。一般是先通过I/O控制命令读取设备信息，然后对特定项 进行修改，最后通过I/O控制命令保存到内核 中。由于篇幅有限源程序不再赘述。获取基本信息后，可以输出显示，也可以 通过ioctl系统调用对这些值进行修改。然后调 用函数Char*Carrnera_get_imagevideo_device*vd)M得图像数创LdlralkLi函因Lvtki啟渡rr#关系到图/Zfc厶/ / * / 4k 一 1 * 1 f I *、1_ ItU V i l* li t u* f 1o_ n1 nr |tat A

12、 rrnnt rjtat*( (_o代o 1*_“ C U*!*! h,/ ” 球 1和/TP伟C千U3G兴入式移劝芝联网舛技磅发中心=FSSKAenibedlrui千住3G於入式移动芝庆闾舛技碼发中心下面分别介绍：(l)read系统训用方式比较简单，只需将前面得到摄像头参 数传入read函数中，得到图像数据扌旨针picture后返回即可：read(vd-fd, picture p,width*hight);其中vd.fd为设备文件 描述符。(2)利用mmap方式先使用ioctlffd, VIDIOCGMBUF,&grab.vm)函数获得摄像头存储缓冲区的帧信息，之后修改voideo.

13、mmap申的设置,例如重祈设置肉傢帧的垂丸及水平分 辨率、彩色显示格式，使用如下语句：grab.buf height=240;grab.buf width=320;.grabbuf. format=VIDEO.PALETTE_RGB24;接着把摄像头对应的设备文件映射到内存区；具体使用grab_data=(unsigned char*)mmap(O, grab vm. size,PROT_READ|PROT.WRITE, MAP.SHARED,grabJd,0)操作。 这样丧备文件的内容就映射到内淳区， 该映射内容区可读可写 蠶罷菁SW跡亦阳叙臓牖鶴辭时千住3G跃入式移动芝废网舛技磅发中心3本

14、系统选用西门子的MC235作为GPRS通信模 块，来实现图像的无线传输。该模块结合语音、 数据传输、短信服务等功能，眾大传输速率可 以达到85. 6Kbps,具有丰富的AT指令使模块 与微处理器通信，功能强大，操作灵活方便， 特别适用于数据的监测和传输。在进行GPRS传输操作之前需对模块进行设置，主要有：(1)设置通信波特率；(2)设置 接入网关；(3)设置移动终端类别；(4)测试GPRS服务是否开通，激活GPRS功能，这些设 置都在主程序的初始化代码段完成左通过测试,GPRS驱动尿亂羸U嵌礁撤地点擒数据/命 人佔入丄A J?/ Zt 4七卜丄乂二“厶厶工吕绘工一L士二竺千入式移劝壬联网舛技磅发中心ctnbcdtruin o4结束语本文基于S3C2410的硕件平