【正文】 智能家居客戶端的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。（4） 嵌入式技術(shù)伴隨Internet而生，因此具有更加卓越的網(wǎng)絡(luò)性能，可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是處于基礎(chǔ)地位的，合理選擇網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率、系統(tǒng)性用的廣泛性和可維護(hù)性都有至關(guān)重要的作用。目前大多數(shù)應(yīng)用軟件都是client/server形式兩層結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)在的軟件應(yīng)用系統(tǒng)正在向分布式的web應(yīng)用發(fā)展，web和client/server應(yīng)用都可進(jìn)行同樣的業(yè)務(wù)處理，應(yīng)用不同的模塊共享邏輯組件。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面是通過(guò)瀏覽器端實(shí)現(xiàn)，極少不煩事務(wù)邏輯在客戶端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成三層3tier結(jié)構(gòu)。網(wǎng)線串口線本次設(shè)計(jì)有三個(gè)部分組成，前端是用于視頻采集的CMOS攝像頭，中間部分是移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM9開發(fā)板，它的作用是對(duì)采集來(lái)的圖像進(jìn)行處理，并內(nèi)建嵌入式web服務(wù)器和視頻流媒體服務(wù)器，從而將視頻傳遞給遠(yuǎn)端用戶。 在嵌入式領(lǐng)域，常用的Web服務(wù)器有td和boa，boa目前用的最多。把生成的boa應(yīng)用程序下載到開發(fā)板上Linux系統(tǒng)中的/bin目錄下，讓boa在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，這樣在開發(fā)板上就移植了boa服務(wù)器。攝像頭采用的是ov9650圖像傳感器[2]。ov9650攝像頭接口電路LCD顯示模塊電源模塊移動(dòng)控制模塊ARM920T核心板存儲(chǔ)模塊DM9000網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)接口USB從接口USB主接口 系統(tǒng)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖主控制芯片本次設(shè)計(jì)采用Samsung公司生產(chǎn)的S3C2440A微處理器作為主控制芯片。在這里，我們使用OV9650。SCCB定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締卧獮橄啵╬hase），即一個(gè)相傳輸一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。下面我們就用s3c2440的IIC總線接口分別與OV9650的SIO_C和SIO_D相連接來(lái)實(shí)現(xiàn)SCCB的功能。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個(gè)的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。事實(shí)上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)控制邏輯。VxWorks它支持多種處理器，如x86，i960，SunPC，大多數(shù)的VxWorksAPI是專有的。QNX是一個(gè)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)；它部分遵循POSIX相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所有其他操作系統(tǒng)服務(wù)都實(shí)現(xiàn)為協(xié)作的用戶進(jìn)程，因此QNX內(nèi)核非常小巧(QNX4．x大約為12KB)，而且運(yùn)行速度極快。 (3)3Com公司的Palm (4)Windows一個(gè)基于Motif的用戶圖形界面，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及應(yīng)用開發(fā)工具。是開放軟件基金（OSF）于1989年推出的一個(gè)圖形用戶界面系統(tǒng)。隨著Linux的迅速發(fā)展，嵌入式Linux現(xiàn)在已經(jīng)有許多的版本，包括強(qiáng)實(shí)時(shí)的嵌入式Linux(如新墨西哥工學(xué)院的RTLinux和堪薩斯大學(xué)的KURTLinux)和一般的嵌入式Linux其中，RTLinux通過(guò)把通常的Linux任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低，而所有的實(shí)時(shí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)都高于它，以達(dá)到既兼容通常的Linux任務(wù)又保證強(qiáng)實(shí)時(shí)性能的目的。uC/OS是源碼公開的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。（1） Linux是開放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后盾。CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片。綜上所述，正是由于嵌入式Linux具有源碼開放、移植簡(jiǎn)易、資源內(nèi)容豐富、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，使它在嵌入式控制領(lǐng)域越來(lái)越流行。宿主機(jī)一般通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，USB，JTAG等方式將軟件下載到目標(biāo)機(jī)。在嵌入式開發(fā)中，tftp服務(wù)常用于通過(guò)從PC機(jī)服務(wù)端的tftp目錄中下載鏡像文件到目標(biāo)開發(fā)板中，以待燒寫或運(yùn)行。此配置是為了讓目標(biāo)板在完成掛載，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。舉例來(lái)說(shuō)，我們常說(shuō)的x86 Linux平臺(tái)實(shí)際上是Intel x86體系結(jié)構(gòu)和Linux for x86操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱；而x86 WinNT平臺(tái)實(shí)際上是Intel x86體系結(jié)構(gòu)和Windows NT for x86操作系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。本設(shè)計(jì)采用的S3C2440是ARM體系的架構(gòu)，而Linux屬于X86的架構(gòu)，因此，需要用交叉編譯器將程序進(jìn)行編譯，移植到ARM9上才能正常運(yùn)行。簡(jiǎn)單地說(shuō)，Bootloader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前的一段小程序，通過(guò)這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。（2） Kernel為特定嵌入式開發(fā)板的定制內(nèi)核以及控制內(nèi)核引導(dǎo)系統(tǒng)的參數(shù)。有時(shí)在用戶應(yīng)用程序和內(nèi)核層之間可能還會(huì)包括一個(gè)嵌入式圖形用戶界面。除了依賴于處理器的體系結(jié)構(gòu)外，Bootloader實(shí)際上也依賴于具體的嵌入式板級(jí)設(shè)備的配置，也就是說(shuō)，對(duì)于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們是基于同一種處理器而構(gòu)建的，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的Bootloader程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，通常也都需要對(duì)Bootloader進(jìn)行移植工作。支持ARM，MIPS，PowerPC，x86等處理器，同時(shí)支持linux，VxWorks,NetBSD,目前支持ARM，MIPS，PowerPC等處理器。（4） ARMBootBlob支持SA1100的LART主板，但用戶也可以自行修改移植。韓國(guó)mizi公司開發(fā)的bootloader，適用于ARM9的處理器。4. Uboot的目錄結(jié)構(gòu)uboot源碼目錄、編譯形式與Linux內(nèi)核很相似。如mpc8xx子目錄下含串口、網(wǎng)口、LCD驅(qū)動(dòng)及中斷初始化等文件；* driver 通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)，如CFI FLASH驅(qū)動(dòng)(目前對(duì)INTEL FLASH支持較好)* doc UBoot的說(shuō)明文檔；* examples可在UBoot下運(yùn)行的示例程序；,；* include UBoot頭文件；尤其configs子目錄下與目標(biāo)板相關(guān)的配置頭文件是移植過(guò)程中經(jīng)常要修改的文件；* lib_xxx 處理器體系相關(guān)的文件，如lib_ppc, lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件；* net 與網(wǎng)絡(luò)功能相關(guān)的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；* post上電自檢文件目錄。配置完后運(yùn)行make進(jìn)行編譯，編譯完后生成zImage。Linux引入了虛擬文件系統(tǒng)VFS(Virtual File System)，為各類文件系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的操作界面和應(yīng)用編程接口在Linux系統(tǒng)中是通過(guò)mount命令來(lái)掛載不同的文件系統(tǒng)。根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境，有時(shí)用ttyS，有時(shí)用ttySAC，網(wǎng)上有人說(shuō)，這是跟內(nèi)核的版本有關(guān)，但實(shí)際情況是官方文檔中也是使用ttyS，所以應(yīng)該是跟內(nèi)核版本沒(méi)有關(guān)聯(lián)的。請(qǐng)注意，很多初學(xué)者以為init=/linuxrc是固定寫法，其實(shí)不然，/linuxrc指的是/目錄下面的linuxrc腳本，一般是一個(gè)連接罷了。常見的情況有:掛載成功會(huì)出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。但boa支持CGI，能夠?yàn)镃GI程序fork出一個(gè)進(jìn)程來(lái)執(zhí)行。在基于V4L編程中，主要是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用ioctl（） 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與設(shè)備交互的。通過(guò)調(diào)用mmap（）函數(shù)把系統(tǒng)中攝像頭對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件映射到內(nèi)存中，不需要通過(guò)內(nèi)核緩沖區(qū)，能夠直接讀取該內(nèi)存空間的，圖像數(shù)據(jù)。1幀視頻信號(hào)是否采集完畢可以由ioctl（）的命令參數(shù)VIDIOCSYNC來(lái)判斷，通過(guò)調(diào)用函數(shù)ioctl（ca＞fd，VIDIOSYNC，＆（ca＞mmap．frame））來(lái)等待1幀數(shù)據(jù)采集完成，若調(diào)用成功，表明1幀采集已完畢，可以繼續(xù)采集下1幀。由于是跨平臺(tái)的移植，在configue下將目標(biāo)平臺(tái)改為armlinux，并禁止匯編（由于XVID中自帶的為PC匯編）然后修改makefile，指定編譯器為armlinuxgcc通過(guò)以下命令進(jìn)行配置:．/configurePrefix=home/XVIDCC=armlinuxgcchost=armlinux。對(duì)于320256的CIF[10]格式視頻在900k的碼率下編碼速度可達(dá)到15幀/s左右，視頻數(shù)據(jù)壓縮率為30倍左右，可滿足大多數(shù)嵌入式應(yīng)用的實(shí)時(shí)要求。本文首先介紹了智能家居的概念，并對(duì)國(guó)外智能家居產(chǎn)品舉例說(shuō)明，其次通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)智能家居系統(tǒng)幾種常用的技術(shù)方案的分析，確定了本課題設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)的研究重點(diǎn)，再次對(duì)整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和硬軟件進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后研究并實(shí)現(xiàn)了智能家居的視頻監(jiān)控模塊，本文主要研究設(shè)計(jì)了系統(tǒng)客戶端硬件平臺(tái)，包括芯片的選型和電路原理圖的設(shè)計(jì)，搭建了嵌入式軟件平臺(tái)。另外，也可以增加圖像處理算法，識(shí)別靜態(tài)下運(yùn)動(dòng)物體的合法性，若非法則報(bào)警。回顧這段學(xué)習(xí)生活，不光是學(xué)識(shí)上有所長(zhǎng)進(jìn)，為人處事也成了成長(zhǎng)的必修課程。而且在論文的寫作期間對(duì)我做出了巨大的幫助。感謝我的父母和家人，感謝他們對(duì)我學(xué)習(xí)、生活給予的支持和照顧。參考文獻(xiàn)[1] .Alessandro Jonathan. 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