基于ARM_Linux和CDMA的远程视频监控系统
基于嵌入式ARM的远程视频监控系统研究
二 、嵌入 式 ＡＩＲＭ 远 程视 频监 控 系统 的工 作原
理 与 硬 件构 成
嵌 入式 ＡＲＭ远 程视 频 监控 系统 的 基本 ＿Ｔ作 原 理是 ，通 过 数字 摄像 头完成 对现 场监 控 的拍 摄 ，并 由该 数字 摄像 头进 行 图像 的个 数转换 ，以尽量 在保证 精 度的情 况下 降低 图片 的 内存容 量 。之后 ，现场监 控 图像 进行传 输 ，交 由嵌入 式 ＡＲＭ 处理器 进行数 据处理 ，并 对原始 的数据进 行转换 、压 缩 、组合 、 分包 。之 后 ，通过 网络 通信模 块 或者 ＧＰＲＳ通信模 块 ，将 监 控 图 像进 行 在 线 传 送 ，或 者 基 于 ＡＲＭ 的 ｗｅｂ Ｓｅｒｖｅｒ处 于 侦 听状 态 ，一旦 现 预警行 为 ，将 会通 过提 前设 置好 的传输 渠 道 ，发送预警 信号 ，方便 进行 即时在线 监控 。
关 键 词 ：嵌 入 式ＡＲＭ ；远 程 视 频 监 控 系统 ；设 计
基于ARM嵌入式的远程视频监控系统
基于ARM嵌入式的远程视频监控系统《嵌入式系统》课程设计题目基于ARM嵌入式远程视频监控系统姓名李小宝专业物联网工程学号201360026院(系) 信息工程学院指导教师何建仓完成时间2016 年12 月16 日目录摘要 0前言 (1)1系统设计 (2)1.1视频监控系统的发展 (2)1.2 课题背景 (3)1.3 论文主要内容和结构安排 (4)2硬件设计 (5)2.1 视屏监控系统的结构设计 (5)2.2 ARM处理器简介 (5)2.3 S3C6410体系结构 (6)3软件设计 (8)3.1 Linux 操作系统简介 (8)3.2 交叉编译环境的建立 (8)3.3 嵌入式Linux移植 (9)3.4 Linux平台下mjpg-streamer移植 (11)3.5交叉编译mjpeg-stream (12)4跟踪测试 (13)4.1 V4L2 (13)4.2 应用程序通过V4L2进行视频采集的原理 (14)4.2.1 视频采集的参数初始化 (14)4.2.2 申请并设置视频采集的帧缓冲区 (17)4.3 用V4L2采集视频的程序流程和相关API (18)5设计总结 (21)5.1 TCP/IP协议简介 (21)5.2 socket网络编程 (22)5.3 图像传输的软件实现 (24)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (30)摘要本文分析了一种基于ARM嵌入式技术的网络视频监控系统。
系统以嵌入式Linux和嵌入式微处理器S3C6410为核心平台，通过嵌入式平台建立的基于TCP/IP协议的视频服务器，将usb 摄像头采集来的图像数据压缩后，经过网络传输，完成对监控现场的网络视频监控任务。
论文首先阐述了嵌入式网络视频的监控系统的发展状况，以及整体构建，然后介绍了嵌入式Linux操作系统以及ARM处理器的发展情况，分析了主要外围电路的设计，以及如何在ARM 硬件平台上进行嵌入式Linux内核的编译与移植，介绍了Bootlo ader的启动原理及运行过程，并对在Linux操作系统下的USB 驱动程序进行了研究。
基于ARM的视频监控系统与实现.
基于ARM的视频监控系统与实现远程视频监控系统在电力系统中应用越来越广泛,它是变电站实现自动化运行的一个重要组成部分。
文中根据“融冰”变电站的实际工作环境要求,提出一个基于ARM的远程视频监控系统设计方案,选用适用的硬件并设计和实现相配套软件的功能模块,最终对整个监控系统功能进行了使用调试。
“融冰”变电站视频监控系统设计主要包括硬件选用、软件功能模块设计以及系统调试三部分。
文中根据“融冰”变电站工作要求选用相应的硬件,软件设计主要采用ARM_Linux作为开发平台,实现了监控视频图像的采集、存储、传输和云台对摄像头的控制。
在功能模块的实现中,首先通过Linux提供的一组专用API函数实现对USB摄像头的驱动调用,从而实现视频图像的采集;其中采用基于图像帧索引的方式和覆盖的方法完成对历史视频的存储。
其次,在嵌入式系统中移植了Boa服务器,使用UDP/RTP协议组对视频图像进行封装,并采用IP组播的方式实现了视频图像的网络传输。
另外,通过S3C2410开发板与解码器以及云台之间的命令传输实现云台对摄像头的控制。
最后,通过采用CGI技术实现了系统的动态交互功能。
经调试,软件所有模块功能均已实现。
软件系统设计中引入了基于图像帧级索引方法,极大的提高了历史数据检索效率;由于数据传输采用IP组播传输方式,大大减轻了用户量增多时服务器的负担;另外,因为将一帧视频数据划分为几个独立部分,并封装在不同的IP数据包中进行传输,解决了数据包丢失的问题。
以上问题的解决,对于实现“融冰”变电站高风险地段高压电线的实时监视,提高监控质量具有一定的实际意义。
此外,本系统还可以应用于其他一些视频监控领域,如智能小区、银行、商场等场所,具有一定商业价值。
同主题文章[1].刘睿,张岩. 基于ARM的视频监控系统硬件设计' [J]. 黑龙江科技信息. 2008.(36)[2].徐俊毅. 中国已经进入IP视频监控时代' [J]. 电子与电脑.2010.(05)[3].哈宏疆. 视频监控市场由温转火' [J]. 电视技术. 2008.(05)[4].任庆海,陈海霞. 视频监控系统在水利工程中的应用' [J]. 水利水文自动化. 2004.(01)[5].辛朝焕,张仁杰. 基于ARM的嵌入式智能视频监控系统设计' [J]. 信息通信. 2010.(01)[6].马昕. 视频监控系统的现状和今后发展趋势' [J]. 金卡工程.2005.(03)[7].李子奇,王杉. 中国视频监控市场' [J]. 办公自动化. 2008.(17)[8].昆山公交车试装3G视频监控系统' [J]. 电视技术. 2009.(05)[9].张博. 中国视频监控市场进入高速发展期' [J]. 电视技术. 2008.(12)[10].展现无穷视野缔造平安和谐——烽火网络IP视频监控系统巡礼' [J]. 烽火科技报. 2009.(08)【关键词相关文档搜索】：计算机软件与理论; ARM; 嵌入式Linux; 视频监控; IP组播; Boa服务器【作者相关信息搜索】：沈阳工业大学;计算机软件与理论;张晓明;刘闯;。
基于嵌入式Linux和.Arm的远程监控模块的设计
基于嵌入式Linux和．Arm的远程监控模块的设计引言嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
其中基于嵌入式Linux 的远程配置模块的设计越来越得到人们的关注。
通过基于嵌入式Linux 的远程配置模块设计，远程专家和相关技术人员可以从Internet 网上任意节点对服务器端所连接的设备的运行状态进行监控．并执行操作的修改。
系统的主要功能是通过计算机可使远程专家和相关技术人员在异地通过系统的客户器端监控多台设备的运行状态。
系统在设备端的服务器端不仅仅承担一些实时检测系统状态的任务．而且需要把这些记录信息进行保存，并对客户端软件发出的请求进行相应的处理，系统在硬件上扩展了网卡模块、输入输出信号接口等模块，以满足远程控制的需求。
1 系统硬件设计本系统采用三星公司．ARM7TDMI 核心的S3C44BOX 作为微处理器芯片，系统硬件框架结构图如图l 所示，其电路原理图如图2 所示。
1．1 存储模块设计系统的FLASH 采用的是HY29LV160，容量大小为2M 字节，充当S3C44BOX 的程序存储器，其内部存放启动代码、uclinux 内核、以太网MAC 地址以及应用程序等。
HY29LV160 的单片存储容量为16M 位(2M 字节)，工作电压为2．7 V～3．6 V，采用48 脚TSOP 封装或48 脚FBGA 封装，16 位数据宽度，可以以8 位(字节模式)或16 位(字模式)数据宽度的方式工作。
在本系统设计过程中，考虑到uclinux 操作系统带应用程序的最大容量不会超过l_7 MB，因此，FLASH 采用大小为2MB 的FLASH 存储器就可以满足系统的需求。
DRAM 采用的是HY57V641620，用于设置程序堆栈和存放各种变量。
HY57V641620 存储容量为4 组x 16 M 位(8 M 字节)，工作电压为。
基于ARM-linux的智能监控系统设计
基于ARM-linux的智能监控系统设计随着社会的发展和进步，人们的生活步调加快，如家庭生活和工作等环境中会经常出现无人的情况，此时安全问题令人担忧，研制一个适宜的安全监控系统是十分必要的。
然而，目前大多智能监控系统需要借助一些传感器，如热红外、烟雾等，来实现智能监控，这样提高了成本，使系统变得复杂，可靠性降低。
因此设计一种简易的智能家居监控系统是必要的。
本文提出了运动物体检测的设计方案。
当有外来入侵者时，系统会追踪运动目标并将其锁定，拍摄记录下其图片，并会发出报警信号，警告入侵者离开。
同时系统将会通过GPRS网络发送警告信息和入侵者的图片，让用户可以随时了解监控区域的情况。
本文以嵌入式系统ARM+Linux系统为平台设计了智能家居监控系统。
系统采用背景差法实现对视频序列中运动目标的检测，根据检测结果实现报警功能，同时利用GPRS移动通信覆盖区域广阔的特点，以短信和彩信的形式将信息发送到用户手机，从而实现智能监控[1]。
1 监控系统的功能概述及工作流程本智能监控系统是基于嵌入式ARM-Linux开发的，系统实现图像采集、运动目标检测、现场警报并通过GPRS网络实现短信和彩信的发送。
系统要实现的主要功能有：(1)采用背景差法实现对视频序列中运动目标检测;(2)通过GPRS 发送报警短信和检测到的运动目标图像彩信;(3)通过声卡在现场播放报警音乐。
系统工作流程为：首先，运行运动目标入侵检测模块，驱动USB摄像头进行图像数据采集，在ARM处理器中进行运动目标检测算法计算工作。
当系统检测到有运动目标入侵时，系统会拍摄下运动目标入侵者的图像并保存在文件夹中。
此时，系统将开启现场报警程序模块，通过声卡UDA1341驱动音箱播放报警音乐，来警告非法入侵者离开。
同时，系统通过串口发送AT指令来启动GPRS无线模块M20，GPRS模块发送报警短信和入侵者的图片到用户手机。
2 系统硬件平台构建本系统硬件由以下模块构成：中芯微的USB摄像头zc0301、GPRS彩信模块M20、声卡UDA1341、音箱、三星公司的微处理器S3C2440，256 MB NAND Flash以及64 MB SDRAM。
基于ARM9的数字化远程视频监控系统
基于ARM9的数字化远程视频监控系统韩宏亮;周希辰【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2011(000)010【摘要】针对传统视频监控系统的许多不足,设计了一种基于ARM9的数字化远程视频监控系统.该监控系统以ARM9芯片S3C2440为硬件平台,以Linux操作系统为软件开发平台,将USB摄像头采集到的图像数字化后经过JPEG算法压缩,发送给嵌入式WEB服务器,用户通过浏览器即可对远程视频进行实时的监控,系统具有实时性强,结构简单,性能稳定,成本低廉等优点,具有广阔的应用前景.%Aimed at many deficiencies of traditional video surveillance systems, a kind of digital remote video surveillance system based on ARM9 is designed, using ARM9 S3C2440 as the hardware platform and using Linux operating systemas software platform. The images which are captured by USB camera are digitized, compressed by JPEG algorithm and sent to the embedded WEB server. Then users can watch real-time remote video surveillance images on the web browser. The system can achieve strong real-time, simple structure, stable performance and low cost, and has wide application prospects.【总页数】4页(P103-105,109)【作者】韩宏亮;周希辰【作者单位】南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京210044;南京船舶雷达研究所,南京210003【正文语种】中文【中图分类】TP368【相关文献】1.基于ARM9的远程视频监控系统的设计与实现 [J], 赵立辉;霍春宝2.基于ARM9的自适应背景差法智能远程视频监控系统 [J], 吴禄慎;吴益根3.基于ARM9的智能家居远程视频监控系统的设计 [J], 李宝山;程丽娟4.基于ARM9和Linux的微波实验远程视频监控系统 [J], 李烨;沈洪锐;张晶晶5.基于ARM9的远程视频监控系统探究 [J], 王治元;杨成禹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ARM-Linux远程视频监控系统的设计
基于ARM-Linux远程视频监控系统的设计王宏志;宇皓林【摘要】The authors designed a remote video capture and wireless transmission system based on embedded Linux operating system and COALL2440.The system needed USB video cameras and wireless LAN, which was built by configuring kernel, writing underlying drivers program and designing upper application.The system adopted the method of remote wireless data transmission, resolved the problem of monitoring the capture only on the computer and it made video be shown on the intelligent mobile terminal intuitively.Thus it can improve the applicability,the security and expansion of the monitoring system.%以COALL2440开发板为硬件平台,Linux操作系统为软件平台,并用 USB视频摄像头和无线网卡,通过对系统内核的配置,底层设备驱动程序的编写和上层应用程序的设计,构建嵌入式视频采集与无线传输系统。
通过将采集到的视频图像进行远程无线数据传输的方法,解决了视频图像只能在PC机上进行监控的局限,使视频图像能直观地显示在智能移动终端上,从而提高监控系统的拓展性、安全性与适用性。
基于ARM的远程无线监控系统的设计与实现.
基于 ARM 的远程无线监控系统的设计与实现随着计算机、网络、通信技术的发展，以及多媒体视频技术的不断完善，基于网络的第三代远程网络视频监控系统取得了长足的发展。
新一代的监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心。
系统采用嵌入式多任务操作系统、高效的视频压缩芯片和功能强大的嵌入式处理器，将视频压缩和传输处理工作全部内置到芯片上，前端摄像机送来的视频信号数字化后经过压缩、打包等过程变成基本网络协议的视频流，通过网络的传输，视频流发送到接收端。
视频接收端可利用软件进行解码，在PC上进行显示和处理。
系统硬件平台本系统是以PXA270为微处理器的ARM开发平台组成。
PXA270是一个32位处理器，可在312MHz、416MHz、520MHz和624MHz这4种不同的时钟频率下运行。
用在高性能、低功耗、便携、手持式的设备中。
它加入了Intel Xscale技术，具有调节动态电压和频率以及完善的电源管理功能，提供了工业界领先的MIPS/mw性能。
外接网卡接口与处理器直接连接，实现以太网通信，可利用TFTP协议对内核和根文件系统的映像进行快速下载。
有3个UART分别是标准、蓝牙和全功能的UART，可以通过全功能UART与GPRS DTU相连接进行信号传输。
3个USB接口，可以与USB摄像头相连接进行图像采集。
USB摄像头采用的是以OV511为芯片的网眼V2000摄像头。
GPRS DTU是一款基于GPRS 网络的无线数据传输终端设备，提供全透明数据通道，网络覆盖范围广能使用移动电话的地方就可以使用支持数据透明传输与协议转换，支持备用数据中心，点对点互连功能，支持永远在线、空闲下线和空闲掉电3种工作方式，具有短信和电话唤醒功能，支持断线自动重连功能。
系统总体设计整个监控系统主要是由ARM、GPRS DTU、USB摄像头和PC组成。
ARM开发板以Linux操作系统编写驱动，通过指令调度利用USB摄像头进行图像采集，将采集好的图像通过GPRS DTU进行无线传输，PC与因特网相连接，接收到GPRS DTU传输过来的图像，通过VC++编写上位机，可以看到监控点传输的图像。
基于ARM远程监控系统设计
基于ARM的远程监控系统的设计摘要：视频监控系统随着嵌入式技术、多媒体技术、计算机网络技术的快速发展也在不断地更新。
本文设计实现了一个基于嵌入式处理器arm9的网络视频监控系统。
利用linux操作系统提供的v4l2 api实现对视频设备的视频数据采集；使用libjpeg进行视频压缩，实现了视频数据的网络传送和远程监控。
基于嵌入式技术的网络视频监控系统与传统的视频监控系统相比具有体积小、成本低、稳定性高、实时性好等优点，具有广阔的应用前景。
关键词：arm9；linux；视频监控；web服务器中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012）23-0000-021 前言随着网络带宽的提高和成本的降低以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代。
近两年随着远程监控系统应用于各个领域，对视频监控系统的要求也更高：操作简单、实时可靠、多功能、数字化、经济实用的视频监控系统的开发和设计越来越多地受到人们的瞩目。
基于嵌入式技术的网络化视频监控系统应运而生。
基于嵌入式web监控系统由于把视频处理和web功能集成到一个体积很小的设备内，能连入以太网，达到即插即看，安装方便，用户界面通过www浏览器实现，不必是专门的网络硬件环境也无需专用软件。
2 系统硬件设计系统拓扑结构如图1。
系统采用b/s架构。
视频由usb摄像头输入，支持yuyv和mjpeg的摄像头。
视频数据通过usb传输到arm 开发板。
开发板与客户端通过互联网连通。
用户在浏览器地址栏输入网址和端口，登录后可以在浏览器页面看到监控的视频画面，同时支持多个浏览器同时显示。
3 视频采集的实现3.1 视频采集。
摄像头采集到的视频数据并不能直接发送给浏览器显示，需要进行图像格式，文件格式等转换后才能传送给浏览器显示，为了减少码流通常还需要图像压缩。
大多数摄像头都是以mjpg/yuv格式输出视频。
本设计中需要将摄像头输出的yuv格式的图像数据，通过libjpeg压缩为jpeg。
基于Linux平台的远程监控系统设计
基于Linux平台的远程监控系统设计该监控系统使用jz2440开发板，采用UVC摄像头对图像进行采集，然后通过WiFi无线网卡实现视频数据的传输，并且通过mjpg_streamer软件进行视频流的传输，最终在PC机和手机两个客户端实时的显示监控画面。
经测试结果表明：该远程监控系统能够提高监控系统的稳定性、高效性，可以实现视频图像的实时传输。
标签：UVC摄像头；无线传输；图像压缩；远程监控0 引言远程监控系统包括嵌入式技术、计算机网络技术、多媒体技术、计算机视觉技术等信息技术，各种先进技术的结合使得监控系统的整体效率越来越高，让这些技术更好的结合并应用到现实的监控中是现在应该去解决的问题。
[1-3]在实现远程监控的过程当中，视频图像的处理和传输是比较关键的技术。
现在的监控系统多采用嵌入式Linux操作系统，该系统是一个开源的操作系统，这一点就会使得它的更新发展速度大大提高[4-5]。
1 系统的整体设计方案本系统是在Linux操作系统下实现的，系统整体设计方案如下：①在搭建的Linux操作系统的基础上实现采集和传输的软件设计。
②在嵌入式平台下利用USB摄像头和WiFi无线网卡实现对图像的采集及传输。
③通过mjpg_streamer 软件将摄像头采集到的视频图像传给用户。
系统的整体方案如图1所示。
2 系统软件的设计2.1 USB摄像头驱动本系统所用的摄像头是中星微zc301p摄像头，需要在内核中配置它才能够使用，然后重新编译烧写内核即可。
Device Drivers --->Multimedia support --->Video For Linux[*] Video capture adapters （NEW）--->[*] V4L USB devices （NEW）--->USB Video Class （UVC）[*] UVC input events device support （NEW）[*] GSPCA based webcams --->ZC3XX USB Camera Driver从上面到就能看到UVC和GSPCA两者的驱动支持了，它们两个是两种摄像标准，一般的操作系统都会提供UVC标准的驱动程序，不需要安装任何的驱动就可以运行，早期的很多摄像头用的就是GSPCA标准，ZC301p就属于这一类型，在GSPCA based webcams下最后能够找到ZC3XX的驱动支持。
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基于AR M L i nux 和CD MA 的远程视频监控系统魏 武,李善劲(湛江师范学院,广东省湛江市524048)摘 要:ARM 处理器以其高性能低功耗的特性成为目前应用最广泛的32位嵌入式处理器,嵌入式L i n ux 也凭借其功能强大、免费以及开发资源丰富等优势占据了嵌入式操作系统的主导地位。
CD MA (码分多址)网络提供快速的数据传输业务,利用CD MA 网络传输数据,具有实时性强和运营费用低的特点。
文中介绍的远程监控系统以嵌入式L i n ux 系统为核心,利用其良好的网络功能,通过CD MA 模块完成无线网络及I n ter net 的接入。
关键词:嵌入式系统;远程视频监视系统;ARM;L i n ux ;CDMA 模块;CDMA 网络中图分类号:TP277收稿日期:2005 09 13。
0 引 言CDMA (码分多址)无线网络具有覆盖面广、高效、低成本的特点。
CD MA 网络的数据传输速率可达200kb /s 。
这里开发的嵌入式远程视频监控系统就是充分利用CD MA 无线网络技术和嵌入式系统的特点而搭建的数据传输系统,特别适合边远偏僻或不具备常规网络传输条件的地方使用,例如车载视频监控系统、交通路口(车牌实时监视)及城市路灯的监控等。
1 嵌入式L inux 系统嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪,适应对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。
目前嵌入式系统已经无处不在,从汽车、家用微波炉、PDA (个人数字助理)、电视机,到工控生产现场、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面,都能发现嵌入式系统的踪影。
L i n ux 本身作为一个桌面系统,其最大的特点是操作系统源代码公开并且遵循GPL 协议,其内核采用模块化的设计,易于裁减,特别适合嵌入式系统的小型化要求,在嵌入式系统中占据了半壁江山。
本监控系统选用的处理器是SAM S UNG 公司的一款中高端ARM 9内核的CP U S3C2410,其内建有MMU (内存管理单元),主频可达到203MH z ,运行嵌入式L i n ux 2.4系统正好如鱼得水,不但保持了嵌入式系统小型化、低功耗、易携带的特点,又充分利用了L i n ux 系统的内存、文件、线程管理功能,大大方便了程序的开发和程序中多任务功能的实现。
2 监控系统结构监控系统一般可分为实时监控和触发模式监控两种,可以根据具体的情况设计合适的监控方式。
如果采用实时监控,将占用较多网络资源,成本相对较高;采用触发模式的运行成本较低。
这里采用触发模式。
监控系统结构见图1。
图1 嵌入式远程视频监控系统当遇异常情况后,触发监控终端拍摄图片,同时其内部的嵌入式控制模块和CD MA 模块协同运作,完成Interne t 的接入(包括拨号、PPP 和TCP /I P 协议的处理等),并把拍摄到的图片数据经打包后发送给控制中心主机,或发送给指定的E m a il 地址。
控制中心主机登录到I nternet 上后,运行服务器端软件就可以浏览由监控点发来的图片。
3 硬件系统设计要能够正确运行一个操作系统,硬件方面至少应该包括CP U 、内存和固态存储器、系统内部总线以及外设接口,具体硬件系统结构见图2。
SAM SUNG 公司的S3C2410CPU 具有3个UART 、1个RTC 和触摸屏接口,还具有I 2C 总线、USB H ost 、USB Dev i c e 等接口,充分满足了系统的需要,而且性价比极高,是一个很不错的选择。
74 第32卷第7期2006年7月 电子工程师 ELECTRON I C ENG I N EER V o.l 32N o .7Ju.l 2006图2 监控系统控制终端硬件结构图由于剪裁后的L i n ux系统所占的存储空间非常小(只有几MB),我们选择Nor Flash作为固态存储器,型号是E28F128J3A150,容量为16M B,通过16位数据总线与CPU交换数据。
并利用其上端8MB空间(00800000H~00ffffff H)开辟了一个jffs2文件存储系统,存储系统的配置文件。
64M B的SDRAM为2片K4S561632C,通过32位数据总线与CPU交换数据。
通过MAX3232C电平转换芯片和RTL8019网络芯片转换成一个RS 232接口和一个以太网接口,用串口线和以太网网线与PC机相连,组成可以交叉编译的开发环境。
通过CPU上集成的USB H ost接口直接与U SB摄像头连接,考虑到监控与控制模块接口的要求,选用USB1.1接口的红外线摄像头。
通过CP U上集成的UART接口直接与CDMA M o de m模块相连接,选用价格适中的Any Data公司的DTGS 800CDMA模块。
4 软件系统设计4.1 控制终端程序设计控制终端软件的核心是嵌入式L i n ux操作系统,一切功能的实现都基于L i n ux操作系统来完成。
L i n ux 本身作为一个桌面系统,在进入嵌入式操作系统领域时,需要解决的问题主要包括硬件支持、提供二次开发的环境以及小型化(裁减内核)等。
小型化的目的是在满足操作系统基本功能和用户特定需要的情况下,使内核尽可能小。
作为一个操作系统,L i n ux内核主要负责程序的管理与调度、内存的管理及对外设的驱动和管理等。
由于L i n ux内核采用模块化的设计,很多模块可以独立地加载或卸载,所以小型化就是对L i n ux 内核重新编译,在编译时仔细地选择嵌入式设备所需要的功能模块,同时删除不需要的功能。
这里只需要串口驱动、USB摄像头接口驱动(包含USB H os,t USB Core和USB Dev ice),还有拨号网络应用,还要支持PPP、TCP/I P网络协议,其他都可以删除掉,使系统运行所需要的内核显著减小至1M b以内。
具体程序设计包括Boo tl o ader启动代码、设备驱动程序(USB摄像头接口驱动程序、串口驱动程序)、拨号、PPP及TCP/I P协议处理、监控接收转发控制程序等。
控制流程如图3所示。
图3 控制终端程序流程a)系统加电后复位。
b)Bootloader初始化CP U、SDRMA,分配地址空间等。
c)Boo tloader把Linux内核的压缩文件解压到SDRAM中,同时把控制权从Bootl o ader移交到L i n ux。
L i n ux的内核有两种运行方式可供选择。
可以在Flash 存储器上直接运行,也可加载到内存中运行。
F lash存储器运行方式就是把内核的可执行映像烧写到Flash 存储器上,系统启动时从F lash存储器的某个地址开始运行内核,再进入SDRAM继续运行。
这种做法能减少内存需要,实际上很多嵌入式系统都采用这种方法。
内存加载方式把内核的压缩文件存放在F lash存储器上,系统启动时自动读取压缩文件并在内存中解压,然后开始执行,这种方式相对较复杂,但运行速度更快。
我们采用的就是这种方式。
d)开始执行SDR MA中的代码,Linux内核初始化,完成堆栈、中断的分配等。
e)加载串口驱动模块和USB摄像头驱动模块,完成串口和USB口的初始化。
f)运行PPP拨号程序,通过CDMA网络与Inter net进行连接。
在Linux下的PPP包是专门为解决M ode m拨号上网问题而编写的,并且是公开源代码的。
PPP拨号脚本程序主要通过调用pppd和chat这两个应用程序,并通过AT指令实现对M ode m的操作。
至此,已经建立了从图像采集到图像传输的完整的嵌入式监控系统。
但是,作为一个嵌入式操作系统,它是为某一专门的用途而设计的。
运行不同的用户应用程序,就可以实现用户要求的不同功能,生动地体现了嵌入式系统的灵活性。
我们运行的用户程序是一个无限循环的过程,控75第32卷第7期魏 武,等:基于ARM L i nux和CDM A的远程视频监控系统 计算机与自动化技术制终端在不断等待拍照请求。
通过比较识别认为有请求后,CPU通过USB摄像头驱动控制摄像头拍照,同时接收图片并发送到控制中心,或通过S MTP协议,发送到指定的E m ail地址,完成一次请求。
4.2 控制中心服务器程序设计服务器端软件实现的主要功能是接收、保存和重显由嵌入式终端发送过来的监控图片。
控制中心主机通过拨号、宽带上网等方式登录到I nter net上,注意必须申请一个静态I P地址,使主机每次登录到Internet 所获得的I P地址(即互联网I P地址)不变。
主机登录I nterne t后,即可运行服务器端软件。
服务器端程序设计主要包括网络通信、接收图片、保存图片、即时重显图片和查看图片。
用户通过此软件可以方便地浏览由控制终端发来的图片。
另一种方案是不设置控制中心服务器,控制终端抓拍到的图片直接发送到指定的E m ail地址。
这种方案容易管理,只需定期查收E m ai,l清除E m a il存储空间即可,运行成本很低,但可靠性差。
5 结束语利用无线网络与I T技术对传统监控领域进行革新,是市场的需要。
在这个过程中,嵌入式系统因其体积小、处理能力强、支持网络服务等功能,无疑扮演了重要角色。
参 考 文 献[1]王学龙.嵌入式L i nux系统设计与应用[M].北京:清华大学出版社,2001:361 375.[2]李驹光,聂雪媛,江泽明,等.ARM应用系统开发详解基于S3c4510B的系统设计[M].北京:清华大学出版社,2003:219 228.[3]漆昭铃.基于Powe r PC的嵌入式L i nux[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004:183 190.[4]RUB I N I A,CORBET J.L I NUX设备驱动程序[M].魏永明,骆刚,姜君,译.北京:中国电力出版社,2002:375 382.A Re m ote V i deoM onifori ng Syste m Based on AR M L i nux and CD MAW EIW u,LI Shanjin(Zhan jiang Nor m alUn iversity,Zhan jiang524048,Ch i n a)Abst ract:W ith the rapid developm ent o fm odern co m puter techno logy and Internet techniques,e m bedded syste m beco m es one of the m ost ho t focuses i n I T i n dustry.N o w adays,ARM is beco m i n g the m ostw i d ely used32 b it e m bedded processor due to its ex traordinary perfor m ance and lo w po w er consum ption.Em bedded L i n uxalso has taken a do m inant p lace of e mbedded operation syste m s because of its str ong function,free of char ge usi n g and abundant resource.CDMA net w ork can provide h i g h speed data trans m ission service that o ffers fea tures o f h i g h real ti m e capab ility and lo w operation cos.t The re m ote v i d eo m on itoring syste m intr oduced i n t h is paper is based on e m bedded L i n ux syste m wh ich has excellent net w ork f u nction,and it is connected to Internet through the CD MA m odu l e.K eyw ords:e m bedded syste m;re m ote video m on ito ri n g syste m;AR M;L i n ux;CD MA m odule;CDMA net w ork(上接第71页)The Design and Debuggi ng of Si ngle chi pM icroco mputer basedControl of Cli m bing RobotHUAN Hongcai1,ZHANG M aoqing1,S H IW enj uan1,HU Ji k ang2(1.Soocho w University,Suzhou215021,China;2.Auto m ati o n Research I nstitute,Shanghai Baostee lResearch Institute,Shanghai201900,Ch i n a)Abst ract:I n th is paper a re m ote contr o lled step for w ard pneum atic c li m b i n g robot by m eans o f vacuum pads,w hich can m ove on flat surfaces,espec iall y vertical p lane w a lls w it h si m p licity and flex ibility is de si g ned.M ov i n g in four d irections independently,the robot is l o g ically controlled by si n g le chip m icroco m put er,t h us it can m ove for w ard,back,turn righ,t tur n lef,t so it laid a good basis for its i m proving and applica ti o n.K eyw ords:c li m b i n g r obo;t re m ote con tro;l sing le ch i p m icr oco mputer contro l76计算机与自动化技术 电子工程师2006年7月。