【正文】 ......................... 2 系統(tǒng)組成 ...................................................................................................... 2 關(guān)鍵器件的選型 .......................................................................................... 1 嵌入式操作系統(tǒng)的選型 .............................................................................. 1 本章小結(jié) ...................................................................................................... 1 第 3 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 ................................................................... ..... 2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 ...................................................................................... 2 NAND FLASH 接口電路設(shè)計 ...................................................................... 2 SDRAM 接口電路設(shè)計 .............................................................................. 1 USB 接口電路設(shè)計 .................................................................................... 1 UART 接口電路設(shè)計 .................................................................................. 1 LCD 的選擇及接口電路設(shè)計 .................................................................... 1 本章小結(jié) ...................................................................................................... 1 第 4 章 基于 Eclipse 的軟件系統(tǒng)設(shè)計 ............................................... 2 構(gòu)建基于 Eclipse 的嵌入式軟件集成開發(fā)環(huán)境 ......................................... 2 嵌入式 linux 系統(tǒng)的移植 ............................................................................ 2 圖像采集程序的實現(xiàn) .................................................................................. 1 GPRS 介紹 .................................................................................................. 1 圖像數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn) .......................................................................... 1 服務(wù)器端程序 設(shè)計 ...................................................................................... 2 本章小結(jié) ...................................................................................................... 2 第 5 章 總結(jié)與展望 ............................................................................ 1 總結(jié) .............................................................................................................. 1 展望 .............................................................................................................. 1 致謝 ..................................................................................................... 1 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 1 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 1 第 1 章 緒論 選題背景和意義 圖像在人們生活生產(chǎn)中無處不見，它在人類獲取的外部信息中占據(jù)著十分重要的角色。 ARM (Advanced RISC Machines )是嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的一個標(biāo)志性產(chǎn)物。 在這種背景下，設(shè)計一種輕便小巧、低生產(chǎn)成本、低功耗的圖像采集系統(tǒng)來采集、存儲、傳輸并顯示所需的圖像就顯得十分必要。這種方式的優(yōu)點是 :充分利用了 PC 機豐富的軟硬件資源、易于開發(fā)等特點，它的缺點是 :整個系統(tǒng)硬件連接復(fù)雜，不利于小型化，而且對人力、成本等要求較高 [8][9]。隨著紅外線技術(shù)的日益成熟，武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 3 標(biāo)準(zhǔn)的日益規(guī)范，紅外線在通訊上的應(yīng)用也就日益增多 [14]。雙工通信時收、發(fā)頻率間隔 45MHz。 (5)GPRS武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 4 GPRS(General Packet Radio Service)即通用分組無線業(yè)務(wù)，由英國 BT Cell 公司最早在 1993 年提出，是 GSM Phase2+規(guī)范定義實現(xiàn)的內(nèi)容之一。 本課題的研究內(nèi)容 本課題針對目前國內(nèi)外圖像監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀提出了一種基于 ARM 的圖像采集與無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計方案，通過研究嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)，以及具體的市場需求情況，研究一種適用于圖像監(jiān)控、安全保障的圖像采集與無線傳輸系統(tǒng)。 (8)進(jìn)行服務(wù)器端接收及控制程序設(shè)計。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 我們在選擇 ARM 芯片時主要參考以下因素 : (1) ARM 芯核 如果希望使用嵌入式操作系統(tǒng)來減少軟件開發(fā)時間，就需要選擇 ARM720T武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 8 以上帶有 MMU ( Memory Management Unit )功能的 ARM 芯片。 (6)是否可升級 為了系統(tǒng)在以后的升級方便，應(yīng)盡量選取具有相同封裝的不同性能等級的處理器 ，并考慮系統(tǒng)未來可能會增加的功能。 CMOS 也是一種可記錄光線變化的半導(dǎo)體。與 PC環(huán)境下相比，嵌入式系統(tǒng)環(huán)境中資源十分有限，另外從成本、電路設(shè)計負(fù)責(zé)度、電源消耗量等方面考慮，本課題選擇采用基于CMOS 圖像傳感器作為感光器件及中星微 301 微處理芯片的 USB 接口攝像頭作為系統(tǒng)的圖像采集模塊。 嵌入式操作系統(tǒng)的選型 選擇 linux 的原因有 ： (1)可應(yīng)用于多種硬件平臺。 (5)Linux 的高度模塊化使添加部件非常容易。武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 13 圖 33K9F1208UOM 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 K9F1208UOM 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為 10 個功能部件 : (1)XBuffers Latcheamp。 S/A:頁寄存器，當(dāng)讀、寫某頁時，會將數(shù)據(jù)先讀入 /寫入此寄存器，大小為 528 字節(jié)。 K9F 1208UOM 的命令、地址、數(shù)據(jù)都通過 8個 I/O 口輸入 /輸出，這種形式使得 K9F1208UOM 引腳得到減少，并易于擴(kuò)展系統(tǒng)容量。 NAND Flash 的讀寫操作順序如下 : (1)設(shè)置 NFCONF, NFCONT 寄存器，配置 NAND Flash。 SDRAM 接口電路設(shè)計 S3C2440 存儲控制器分析 S3C2440 的存儲控制器提供了訪問外部設(shè)備所需的信號，它具有如下特性 :支持?jǐn)?shù)據(jù)的大端、小端存儲模式 (可以通過軟件設(shè)置 )。武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 17 圖 36 兩片 K4S561632A 與 S3C2440 的連線圖 USB 接口電路設(shè)計 S3C2440 中集成了 2個 USB 主機接口和 1 個 USB 設(shè)備接口。 S3C2440 可以通過 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口很容易實現(xiàn)和其 他設(shè)備、模塊的連接，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入輸出。支持分辨率為 640 X 480,320 X 240及其他多種規(guī)格的 LCD。 S3C2440 集成的 LCD 控制器除了提供驅(qū)動 STN LCD, TFT LCD 所需的所有信號，另外，還特別提供額外的信號以支持 SEC 公司 (( Samsung ElectronicsCompany)生產(chǎn)的 TFT LCD(稱為 SEC TFT LCDs )。圖中 LEND 為行結(jié)束信號， VCLK 為 LCD 時鐘信號， VLINE, VFRAME,VM 為LCD 提供線信號、幀信號和數(shù)據(jù)輸出使能信號， VSYNC, HSYNC, VDEN 為 LCD 提供垂直同步信號、水平同步信號、數(shù)據(jù)傳輸開始信號， LCD LPCOE,LCD LPCREV, LCD LPCREVB 為 LCD 提供時鐘控制信號， LCD POWER 為 LCD 提供 SV 的直流電源[25]。 cdt(c/c++ development toolkit)就是支持 c/c 一開發(fā)的插件。 嵌入式 linux 系統(tǒng)的移植 系統(tǒng)引導(dǎo)程序 Bootloader 的移植 Bootloader 是在系統(tǒng)上電開始時執(zhí)行的一段小程序，它的基本作用是完成硬件設(shè)備的初始化， 建立內(nèi)存空間的映射圖，最后將操作系統(tǒng)內(nèi)核。 移植 linux 內(nèi)核 Linux 內(nèi)核是整個軟件系統(tǒng)的核心， Linux 內(nèi)核的移植對系統(tǒng)的穩(wěn)定性等都有著重要的影響。 第二階段的關(guān)鍵代碼主要使用 C 語言編寫，它進(jìn)行內(nèi)核初始化的全部工作，最后調(diào)用 rest init 函數(shù)啟動 init 過程，創(chuàng)建系統(tǒng)第一個進(jìn)程 :init 進(jìn)程。 (2)修改內(nèi)核。需要修改的文件為 :arch/arm/plats3 c24xx/,主要修改 的是該文件中的 smdk 一 default nand_part 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 選擇 Multimedia devicesVideo for Linux。 (5)編譯內(nèi)核 在 Linux 內(nèi)核配置完畢后，就可以使用命令“ make uImage” 新編譯內(nèi)核，生產(chǎn)內(nèi)核映像后，下載至系統(tǒng) NAND Flash 中即可。再次配置內(nèi)核，除了 中所選擇的選項外，再選擇 MTDNAND Flash supportYaffs filesystem on NAND，該項用于為本系統(tǒng)采用的文件系統(tǒng) yaffs2 提供支持 [27]。 JPEG 壓縮編碼算法的主要步驟如下 ： 色彩系統(tǒng)變化 ； 正離散余弦變換 ((FDCT)； 量化 (quantization)； Z字形編碼 ((zigzag scan)； 游程編碼 ； 嫡編碼。本系統(tǒng)采用的圖像采集設(shè)備是 USB 接口的攝像頭。 //內(nèi)存映射 struct video_ capability videocap。//幀緩沖區(qū)計數(shù)器 利用該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、 Linux 系統(tǒng)調(diào)用和 video4linux 我們編寫了實現(xiàn)圖像采集程序的各個功能模塊。/*最多從源串中拷貝 n1 個字符到目標(biāo)串中，然后再在 后面加一個 */memset (my_dev 一 cameraname, 0, sizeof (my dev 一 cameraname))。 //mmap or 武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ）說明書 31 read my_dev 一 pFramebuffer=NULL。 if (ioctl (mydev 一 fd, VIDIOCSYNC,amp。 headerframeseqtimes=ms time()。vdgra