ARM开发教程基于嵌入式ARM的图像采集与传输设计说明

1、千佳3G我入式移动工我网技研发中7干镉队nix学院embedtruin.oARM 开发数程之ARM 开发教程基于嵌入式ARM的图像采集与传输设计o引言1系统组成1统的及件构成1 . 2系统软件设计2视频采集的具体实现1摄像头驱动的实现1）百已置VideO41inux内核2）配置OV511驱动N3）模块安装2利用Vide041inux实现图像采臬3无级传输模块4结束语 HYPERLINK 千佳3G我入式移动W或“我所发中7干镉欤八五学院enibedtruin.o荷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 自动控制领域

2、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内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。这里着重讨论视频采集发送端的实现。www忠 HYPERLINK 1. 1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 KB指令Cache而16 KB数据Cache、用不虚拟存福器 管理的MMU、支持STN和TFT的LCD控制器、NAND Flas

3、h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通道 PWM定时器、I/O 口、RTC、8通道10位ADC和触 摸屏接口、12c总线接口、12s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(advanced micrcocontroller bus architecture)新型总线结构。wvx- HYPERLINK http:/www.mobiletnH www.mobiletnH千佳3G我入式移动互取我多发中7干镉欤八五学院embcdtruin.oM 1发送她1硼件结惬惕应用

4、S3c2410处理器平台搭建的发送端硬件结构如图1所示：包括 S3c2410处理器、RS232接口、JTAG接口、RJ-45接口，SDRMA、 Flash.也源、通过USB u连接的祝频采集模块和通过USB接u连接的 视频发射模块。RS232串口用于人机交互及低速数据的收发，应用也 平行换芯片MAX-323进行串u也平和TTL/CMOS也平的杼换。JTAG接 口用于下找Bootloader RJ-45接口用于和以太网连接，下我操作系统 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embcdtruin.o33应用S3c2410处理器平台搭建的接收端

5、硬件电路如困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品示器主要用来显示视频图像。| Rsmwn | | jiAc4tn |1. 2 ARM开发教程之系统软件设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。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。文件系统LinuN内核引导秣动仃序1*1

6、 3系统软件结构图 HYPERLINK http:/www.mobiietnH www.mobiietnH扬像头照动干镉亦八五学院embcdtruin.oDRMA接口、ISO FIFO接口和OmniCE以及USB控制逅：八-,ri b c d t r u 1：； o, 一头驱动的实现:g我人式移动w展叩+我将发中干住3G我八式秒动工或同我多发中72 ARM开发教程之视频采集的具体实现 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OV5n 及其兼容芯片。0V511芯片主要包括CAMERA接口、器等部

7、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Vide041inux为视频 应 用 程序提供了一套统一的API,视频应用程序通过碉 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 HYPERLINK 配 JtVide04l inux 内核$在终端使用make menuconfig命令打开 S3C24101inux 内 核编译的main menu窗 口 , 并进入“multimedia device”菜单选项，然后将Video for Linux配遣

8、为模块，即:今 Device driverMultimedia devices6Video for linux干镉派八式学院embedlruin.o千隹3G衣八式不动工我网接%发中7方看JtOV511驱动返回主菜单，在进入“USB support”菜单选项，然后羽4JSB 0V511camerasupport设置.为模块，即：SUB supporUSB 0V511camera support(NEW)干镉派八式学院enibedlruin.o3）模块安装千隹3G我八式移动工我我所发中uwvxw m bed I nii n .or g www.m()b iiet nn .org执行以下命令安装视频

9、输入模块：insmod videodev. o执行以下命令安装视频输入设备驱动模块：insmod usbcore. oinsmod usb-ohci-s3c2410. koinsmod ov511. o由于使用的设备是USB接口的摄像头，所 以在加载ov511.。模块前，需要加载USB内核 驱动和主机控制器驱动。eiVideO41 inux 实现田依采在安装了图像采集设备驱动后，只需要再编写一个对视频采集的应用程序就 可以采集视频图像。在Linux系统中，视频文件是设备文件，可以像访问泮通 文件一样对其边行读写，摄像头文件一般是/dev/v41/video。在进行视赎 柚捉之前，需要做一些必要

10、的设置工作。这些设迢涉及到如下结构：v A d* i 4 1 i”，” . _t trt IMIV v C n1 nr _A 1!，0 “ ( I * I_”，C loi*C h /,_.R9 . y.，/官仲R百_ uititbi, iimigm /art尺二Srrort ”1。6 1 ”KtaL V_CHOlHtV 1v uiprn corruur rurw i 1wvx HYPERLINK 干镉亦All学院千佳3G我八式内动毛展我多发中vV4L下视频采集编程首先要打开视频设备：Int fd =open。/ dev/v41/video”, O_RDONLY);If(fdfd, pictur

11、e p, width*hight);其中vd_fd为设备文件 描述符。(2)利用mmap方式先使用ioctl(fd, V1DI0CGMBUF, &grab_vm)函数获得摄像头存储爆冲区的帧信息，之后修改 voideo-mmap市的设瓦，例如重新设置囱像中贞的垂龙及水平分 耕率、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. s

12、ize,PROT_READ|PROT.WRITE, MAP_SHARED, grabJd, 0)操作。 这样送卷文件的内容就映射到内存区，该映射内容区可读可写 宏工费普登普幽将画东臊瀛拗成岸鼐密产据的指针，千样3G我入式移动W或接防次中7cinbcdtruin.o3发教程之无成传椅模块干镉或八五学院本系统选用西门子的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，最大传输速率可 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。今在进行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人通过测试, GPRS驱动低康满庶靖.熊慈抵,酒/挂X数据/命 人右人工小/工以 七卜aXal w & ,泰 工一 l 世干福充八式学院enibedlruin.o+住3G战人式秒动工贬同技将发中74结束语本文基于S3c2410的硬件平台和嵌入式 Linux的软件平台，实现了视频信号的