【文章內(nèi)容簡介】 servfoxd /dev/video0 g s 320x240 w 7070, 就可以看到如下的提示信息:servfox version: 1. 1. 2 dat e: 07: 10: 2022 ( C) mxhaard@magic. frWaiting. . . for connection. CT rl_c to stop ! ! ! !說明 servfox 已成功運(yùn)行起來了。 2 視頻流及攝像頭相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 88 Video For Linux 介紹Video For Linux(簡V4L) 是 Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為針對(duì)視頻設(shè)備的應(yīng)用程序編程提供一系列接口函數(shù)，這些視頻設(shè)備包括現(xiàn)今市場上流行的TV卡、視頻捕捉卡和USB攝像頭等。對(duì)于USB 口攝像頭，其驅(qū)動(dòng)程序中需要提供基本的I/O操作接口函數(shù)open、 read、write 、close 的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備文件執(zhí)行讀操作時(shí)，內(nèi)核將調(diào)用file_operations結(jié)構(gòu)中的read函數(shù)。在系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)USB口數(shù)碼攝像頭驅(qū)動(dòng)，首先把USB控制器驅(qū)動(dòng)模塊靜態(tài)編譯進(jìn)內(nèi)核，使平臺(tái)中支持USB接口，再在需要使用攝像頭采集時(shí)，使用insmode動(dòng)態(tài)加載其驅(qū)動(dòng)模塊，這樣攝像頭就可以正常工作了，接著進(jìn)行了下一步對(duì)視頻流的采集編碼。程序中定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):struct video_capability grab_cap。struct video_picture grab_pic。struct video_mmap grab_buf。struct video_mbuf grab_vm；這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是由Video4Linux支持的，它們的用途如下：① video_capability 包含設(shè)備的基本信息（設(shè)備名稱、支持的最大最小分辨率、信號(hào)源信息等）name[32] 設(shè)備名稱maxwidthmaxheightminwidthminheightChannels 信號(hào)源個(gè)數(shù)type 是否能capture ，彩色還是黑白，是否能裁剪等等。值如VID_TYPE_CAPTURE等。② video_picture 設(shè)備采集的圖象的各種屬性Brightness 0~65535huecolourcontrastwhitenessdepth 8 16 24 32palette VIDEO_PALETTE_RGB24 | VIDEO_PALETTE_RGB565VIDEO_PALETTE_JPEG| VIDEO_PALETTE_RGB32③ video_channel 關(guān)于各個(gè)信號(hào)源的屬性基于 ARM9 的四翼探測飛行器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 99Channel 信號(hào)源的編號(hào)nametunersType VIDEO_TYPE_TV | IDEO_TYPE_CCAMERANorm 制式 PAL|NSTC|SECAM|AUTO④ video_window 包含關(guān)于 capture area的信息x x windows 中的坐標(biāo).y y windows 中的坐標(biāo).width The width of the image capture.height The height of the image capture.chromakey A host order RGB32 value for the chroma key.flags Additional capture flags.clips A list of clipping rectangles. (Set only)clipcount The number of clipping rectangles. (Set only)⑤ video_mbuf 利用mmap進(jìn)行映射的幀的信息size 每幀大小Frames 最多支持的幀數(shù)Offsets 每幀相對(duì)基址的偏移⑥ video_mmap 用于mmap 系統(tǒng)硬件平臺(tái)天嵌科技 S3c2440 開發(fā)板（如圖 23 天嵌科技 S3c2440 開發(fā)板） ，其 CPU 處理器使用 Samsung S3C2440，主頻 400 MHz，最高 533 MHz；64 M SDRAM、32 bit 數(shù)據(jù)總線、SDRAM 時(shí)鐘頻率 100 MHz；256 M/1 GB Nand Flash，掉電非易失、2 M NorFlash，掉電非易失； 真彩 LCD，屏集成 4 線電阻式觸摸屏；100 M 以太網(wǎng) RJ45 接口（采用 DM9000 網(wǎng)絡(luò)芯片） 、串行口、USB Host、USB Slave B 型接口、SD 卡存儲(chǔ)接口、路立體聲音頻輸出接口，麥克風(fēng)接口、JTAG 接口、4 USER Leds、I2C 總線 AT24C08 芯片、20 pin 攝像頭接口；攝像頭用良田，兼容 SN9C20X 系列芯片的驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)的內(nèi)核中集成了該驅(qū)動(dòng)。在 S3C2440 上對(duì) Linux 內(nèi)核及根文件系統(tǒng)的移植并運(yùn)行，則完成了嵌入式開發(fā)平臺(tái)的搭建。其次，本文對(duì)系統(tǒng)的核心功能部分即應(yīng)用軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括完成 Boa 服務(wù)器配置移植，外接 USB 攝像頭驅(qū)動(dòng)和WLAN 無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的開發(fā)和移植；利用 Video4Linux 提供的接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)了攝像頭的圖像采集；設(shè)計(jì)了系統(tǒng) MPEG4 圖像采集和壓縮的具體編程流程，并實(shí)現(xiàn)了基于MJPEG 的視頻壓縮；采用了 傳輸協(xié)議作為視頻數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)在無線局域網(wǎng)(WEAN)內(nèi)的實(shí)時(shí)性傳輸；利用 MJPEG 和 Servfox 實(shí)現(xiàn)了壓 2 視頻流及攝像頭相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 1010縮視頻數(shù)據(jù)的解碼播放。 圖 23 天嵌科技 S3c2440 開發(fā)板基于 ARM9 的四翼探測飛行器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11113 系統(tǒng)文件的移植 系統(tǒng)配置移植環(huán)境搭建由于嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)特點(diǎn)，在進(jìn)行軟件開發(fā)之前需要建立一個(gè)開發(fā)環(huán)境，包括開發(fā)主機(jī)的操作系統(tǒng)安裝，交叉編譯壞境對(duì)的建立等。一般在整個(gè)開發(fā)壞境中，需要 Windows 系統(tǒng)工作臺(tái)， Linux 系統(tǒng)的服務(wù)器和開發(fā)板。工作臺(tái)主要用于控制和調(diào)試開發(fā)板，Linux 系統(tǒng)的服務(wù)器主要用于對(duì)程序的交叉編譯。下表為開發(fā)壞境各個(gè)組成部分和相關(guān)軟件表述： 圖 31 開發(fā)壞境要求 Linux 移植相關(guān) Linux 系統(tǒng)組成部分介紹一個(gè) Linux 系統(tǒng)從軟件的角度通?？纯梢苑譃樗膫€(gè)層次，如下圖所示：引導(dǎo)加載程序：包括固化在固件中的 boot 代碼，和 BootLoader 兩大部分。Linux 內(nèi)核：特定于嵌入式板子的定制內(nèi)核以及內(nèi)核的啟動(dòng)參數(shù)。文件系統(tǒng)：包括根文件系統(tǒng)和建立于 Flash 內(nèi)存設(shè)備之上的文件。用戶應(yīng)用程序：特定于用戶的應(yīng)用程序。圖 32 Linux 軟件層次圖3 系統(tǒng)文件移植1212 嵌入式文件系統(tǒng)不同的文件系統(tǒng)類型有不同的特點(diǎn)，因而根據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的硬件特性，系統(tǒng)需求等有不同的應(yīng)用場合。在嵌入式系統(tǒng) Linux 應(yīng)用中，主要存儲(chǔ)設(shè)備室RAM（DRAM，SDRAM）和 ROM，常用的基于存儲(chǔ)設(shè)備的文件系統(tǒng)類型包括：jffs2， yaffs，romfs，ramdisk，ramfs 等。 Linux 移植Linux 移植主要包括三大部分：內(nèi)核的重新編譯，Bootloader，重新編譯文件系統(tǒng)的制作。 Boa 的配置移植在嵌入式系統(tǒng)中，Boa 服務(wù)器運(yùn)行在Linux 系統(tǒng)下，輕巧高效、占用資源少，是嵌入式web 服務(wù)器的首選。解壓 Boa 服務(wù)器的源代碼，通過修改配置( 配置文件boa ． conf 在 /etc /boa 目錄下) ，可以將Boa 編譯進(jìn)內(nèi)核，從而使嵌入式 Linux 系統(tǒng)具備了web 功能。執(zhí)行步驟如下：（詳細(xì)過程見附錄一）1) 下載源碼解壓。2) 進(jìn)入 boa/src后, configure配置生成makefile文件，然后執(zhí)行make生成可執(zhí)行文件boa。3) 配置boa. conf文件，主要完成對(duì) boa運(yùn)行的用戶權(quán)限，端口， Server根目錄，html 網(wǎng)頁等的設(shè)置。 （下圖為Boa服務(wù)器工作原理圖）圖33 Boa服務(wù)器工作原理圖由于服務(wù)器端的 Web 頁面包括 Java 插件，所以在遠(yuǎn)程客戶端 PC 機(jī) windows 系統(tǒng)安裝 Java 環(huán)境( j2sdk1_4_1) ，下載安裝好 j2sdk1_4_1，在遠(yuǎn)程客戶端的 IE 瀏覽器地址欄上輸入嵌入式 Linux 視頻網(wǎng)站的 IP 地址，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控了。1) 清晰度的測量由于網(wǎng)絡(luò)狀況的差異，數(shù)據(jù)傳輸有所不同，測試效果能達(dá)到每秒20 幀左右，滿足實(shí)時(shí)播放的要求?；?ARM9 的四翼探測飛行器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13132) 工作環(huán)境的測試設(shè)備可以方便的安裝在各種特殊的工業(yè)現(xiàn)場和某些極端惡劣的環(huán)境中，用戶都能順利的通過網(wǎng)絡(luò)訪問視頻服務(wù)器網(wǎng)站，可以多用戶同時(shí)訪問，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。理論傳輸距離空曠區(qū)域 300 米，實(shí)際測試距離 260—280 米（包含障礙物，樓房，樹木等） 。4 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)14144 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì) 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)理念軟件界面是人－機(jī)之間的信息界面，從某種意義上講，它比硬件和工作環(huán)境更為重要。優(yōu)化軟件界面就是要合理設(shè)計(jì)和管理人－機(jī)對(duì)話的結(jié)構(gòu)。對(duì)話的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般可分為初始設(shè)計(jì)、形式評(píng)價(jià)和總結(jié)評(píng)價(jià)三個(gè)階段。五種人機(jī)交互方式：對(duì)話方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)菜單選擇 學(xué)習(xí)期短點(diǎn)擊次數(shù)少，結(jié)構(gòu)清楚，利于進(jìn)行出錯(cuò)處理菜單之間識(shí)別性差表格 簡化數(shù)據(jù)管理，利于比較，只需要少量幫助輸入繁瑣命令語言靈活，對(duì)經(jīng)常性操作者有吸引力；支持用戶主管能動(dòng)性不易于廣泛推廣需要大量培訓(xùn)和記憶出錯(cuò)處理能力差自然語言 直接使用，無學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān) 技術(shù)限制直接操作以視覺的方式呈現(xiàn)，容易學(xué)習(xí)，可以避免出錯(cuò)鼓勵(lì)探索，能提高高度主管滿足編程難度多種設(shè)備使用的協(xié)調(diào)性 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的原則基于 ARM9 的四翼探測飛行器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1515（1）媒體最佳組合媒體界面的成功并不在于僅向用戶提供豐富的媒體，而應(yīng)在了解媒體的功能、 選擇方法的基礎(chǔ)上，在相關(guān)理論的指導(dǎo)下，在語義層上將各種媒體有機(jī)地結(jié)合起 來以更有效地傳遞信息。（2）界面分析與規(guī)范在人機(jī)界面設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)進(jìn)行界面設(shè)計(jì)分析，即收集有關(guān)用戶及其應(yīng)用環(huán) 境信息以后，進(jìn)行用戶特性分析，用戶任務(wù)分析，記錄用戶有關(guān)系統(tǒng)的概念、術(shù) 語，這項(xiàng)工作可與應(yīng)用系統(tǒng)分析結(jié)合進(jìn)行。分析任務(wù)中對(duì)界面設(shè)計(jì)要有界面規(guī)范 說明，選擇界面設(shè)計(jì)類型，并確定設(shè)計(jì)的主要組成部分。由于人機(jī)界面是為適合人的需要而建立的，所以要清楚使用該界面用戶的類型，要了解用戶使用系統(tǒng)的頻率、用途及對(duì)用戶的綜合知識(shí)和智力的測試，這些均是用戶設(shè)計(jì)中的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生任務(wù)規(guī)范說明，進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)。任務(wù)設(shè)計(jì)的目的在于重新組織任務(wù)規(guī)范說明以產(chǎn)生一個(gè)更有邏輯性的編排。設(shè)計(jì)應(yīng)精心地分別給出人與計(jì)算機(jī)的活動(dòng)，使設(shè)計(jì)者較好地理解在設(shè)計(jì)一個(gè)界面時(shí)所遇到的問題，這樣形成系統(tǒng)操作手冊(cè)、訓(xùn)練文件和用戶指南的基礎(chǔ)。在考慮用戶工作方式及系統(tǒng)環(huán)境和支持等因素下，精心任務(wù)設(shè)計(jì)。任務(wù)確定之后，要決定界面類型。目前有多種人機(jī)界面設(shè)計(jì)類型，各有不同的 品質(zhì)和性能，因此設(shè)計(jì)者要了解每種類型的優(yōu)點(diǎn)和限制。大多數(shù)界面使用一種以上的設(shè)計(jì)類型。 運(yùn)用 Microsoft Visual Studio 設(shè)計(jì)界面在人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，有兩種方案可以選擇：Visual Studio2022 和 QT，下面是兩種方案的選取比較。由于 VS2022 語法要求寬松，最終選用 VS2022 開發(fā)界面。人際交互界面的設(shè)計(jì)方案HTML（Hyper Text Markup Language） QT(奇趣)編輯方便，簡單明了 優(yōu)良的跨平臺(tái)特性（Windows，Linux）語法要求寬松 良好的封裝機(jī)制制作軟件多（Dreamware，Visual studio，F(xiàn)rontpage） 模塊化成度高VS2022 是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，是目前最流行的 Windows 平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。VS2022 是基于 C 語言的一個(gè)開發(fā)平臺(tái)，用戶可以通過純 C 語言編寫，也可以使4 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)1616用其設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行直接設(shè)計(jì)。網(wǎng)頁分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)網(wǎng)頁是有一個(gè) HTML 頁面保存在要看的頁面上，瀏覽器就要這個(gè)頁面的時(shí)候服務(wù)器就把這個(gè)頁面文件發(fā)給瀏覽器；動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁時(shí)服務(wù)器上沒有要看的頁面，惹事服務(wù)器動(dòng)態(tài)生成的 HTML 頁面發(fā)給瀏覽器。一個(gè)網(wǎng)頁的基本結(jié)構(gòu)（C 語言版）如下：html xmlns=headtitle/title/headbody/body/html基本結(jié)構(gòu)中 head 是標(biāo)題頭，title 為網(wǎng)頁的標(biāo)題，body 為網(wǎng)頁中的內(nèi)容，如下圖設(shè)計(jì)版： 圖 41 網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)示意 網(wǎng)頁設(shè)計(jì)中視頻傳輸顯示界面的涉及到的核心代碼展示：（全部代碼見附錄二）ap