【正文】 C/OS中最多可支持64個(gè)任務(wù)，分別對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)0～63，0為最高優(yōu)先級(jí)。C/OS是可剝奪型實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核。181。 uC/OS的應(yīng)用程序uC/OS處理器無(wú)關(guān)代碼uC/OS編譯器相關(guān)定義 uC/OS中與處理器無(wú)關(guān)的代 uC/ uC/ uC/OS與應(yīng)用相關(guān)的設(shè)置存儲(chǔ)器系統(tǒng)時(shí)鐘處理器外圍設(shè)備 181。應(yīng)用程序處于整個(gè)系統(tǒng)的頂層，每個(gè)任務(wù)都可以認(rèn)為自己獨(dú)占了CPU，因此可以設(shè)計(jì)成為一個(gè)無(wú)限循環(huán)。 西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 19不同的需求進(jìn)行裁減。ARM 指令集可以分為以下幾類： （1）分支指令集 分支指令集用于改變程序的執(zhí)行位置，可用于程序的跳轉(zhuǎn)或循環(huán)中。此外，相應(yīng)的分支指令（如 BL 等）也會(huì)改變 PC 的值。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生一個(gè)子程序調(diào)用時(shí)，ARM 將用 r14 來(lái)記錄返回地址。根據(jù)不同的用途，可將其劃分為以下幾類： （1）30 個(gè)通用寄存器 在任意一種處理器模式下，只有 15 個(gè)通用寄存器可以使用，編號(hào)分別為 r0，…，r14。在實(shí)時(shí)計(jì)算中，系統(tǒng)的正確性不僅僅依賴計(jì)算的邏輯結(jié)果，而且依賴結(jié)果產(chǎn)生的時(shí)間。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)任務(wù)的要求，進(jìn)行資源（包括存儲(chǔ)器、外設(shè)等）管理、消息管理、任務(wù)調(diào)度和異常處理等工作。C/OS 內(nèi)核介紹[21][22][23][24] a．實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的概念、組成及特點(diǎn) （1）概念 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）是具有實(shí)時(shí)性，能支持實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。 ● 雙電源 — CPU操作電壓范圍：~ V( V177。 ● 片內(nèi)晶振頻率范圍：1~30 MHz。 ● 向量中斷控制器。 ● 嵌入式跟蹤宏單元（ETM）支持對(duì)執(zhí)行代碼進(jìn)行無(wú)干擾的高速實(shí)時(shí)跟蹤。THUMB代碼僅為ARM代碼規(guī)模的65%，但其性能卻相當(dāng)于連接到16位存儲(chǔ)器系統(tǒng)的相同ARM處理器性能的160%[17]。 在THUMB后面一個(gè)關(guān)鍵的概念是“超精簡(jiǎn)指令集”。這樣使用一個(gè)小的、廉價(jià)的處理器核就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng)。本文的硬件平臺(tái)中所用的就是ARM7微處理器系列中的ARM7TDMIS開(kāi)放平臺(tái)處理內(nèi)核。目前，在移動(dòng)終端領(lǐng)域，獲得廣泛應(yīng)用的主要是ARM公司所推出的ARM7系列微處理器。 3 嵌入式核心平臺(tái)建立 133 嵌入式核心平臺(tái)建立 LPC2210 資源規(guī)劃 LPC2210是由Philips公司開(kāi)發(fā)的，是一個(gè)基于16/32位ARM7TDMIS CPU的微控制器。 西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 16 圖 LPC2210 方框圖 LPC2210的特性： ● 16/32位144腳ARM7TDMIS微控制器。 由于 LPC2210 的 144 腳封裝、極低的功耗、多個(gè) 32 位定時(shí)器、8 路 10 位 ADC、PWM 輸出以及多達(dá) 9 個(gè)外部中斷，使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問(wèn)控制和 POS 機(jī)。 西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 15（4）裝載/存儲(chǔ)指令集 此指令集用于把內(nèi)存中的某個(gè)字（2 字節(jié)）或多個(gè)裝入到一個(gè)或多個(gè)寄存器中，或者反之，將這些寄存器的值存儲(chǔ)到內(nèi)存某個(gè)位置中。 ARM處理器、uc/OS初始化外設(shè)、IP協(xié)議棧初始化采BMP、JPEG圖像圖像封裝、云臺(tái)控制、LED顯示等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、入侵報(bào)警等Web server、無(wú)線收發(fā)等 系統(tǒng)工作階段示意圖 整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作可由圖 的系統(tǒng)工作階段示意圖來(lái)描述。 通信機(jī)制通信機(jī)制UART0中斷處理 uc/OSII內(nèi)核 網(wǎng)絡(luò)中斷處理采圖像任務(wù) GPRS發(fā)送任務(wù)系統(tǒng)初始化任務(wù)Web Server任務(wù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)任務(wù) LED顯示等任務(wù) 圖 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖 該系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)可分為181。 為了讓更多的時(shí)間和精力投入于整個(gè)系統(tǒng)核心部分的研究，即軟件層面的設(shè)計(jì)，所以對(duì)整個(gè)硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)盡量依靠開(kāi)發(fā)平臺(tái)，只對(duì)特殊的硬件模塊作設(shè)計(jì)，如攝像頭接口電路、GPRS通訊模塊等。第二層是軟件層面，包括嵌入式操作系統(tǒng)、各硬件驅(qū)動(dòng)程序、各事件任務(wù)等部分，這一層是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理與控制。 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用 ARM 嵌入式微處理器作為核心硬件、181。基于嵌入式操作系統(tǒng)181。如有入侵，則啟用GPRS功能將入侵圖片或報(bào)警信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心，以便監(jiān)控人員根據(jù)這些現(xiàn)場(chǎng)情況作出相應(yīng)處理。 工作原理及功能要求 系統(tǒng)控制數(shù)字?jǐn)z像頭拍攝現(xiàn)場(chǎng)的圖像，并采集由攝像頭轉(zhuǎn)換成一定數(shù)據(jù)格式后的原始圖像。 監(jiān)控系統(tǒng)示意圖 。 c．以軟件代硬件 原則上，在實(shí)時(shí)性允許的條件下，能夠用軟件完成的功能，就不用硬件，這樣不僅僅節(jié)省了成本；而且也提高了系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)正確選用高性能的MCU芯片，提高了系統(tǒng)的可靠性，并使設(shè)計(jì)留有余地，為以后的升級(jí)提供了方便。圖像監(jiān)控技術(shù)從模擬圖像監(jiān)控到數(shù)字圖像監(jiān)控是監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，是數(shù)字化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。論文所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就是屬于這類系統(tǒng)的圖像監(jiān)控終端。攝像機(jī)傳送來(lái)的視頻信號(hào)首先經(jīng)過(guò)數(shù)字化，然后由高效壓縮芯片壓縮（DSP或者ASIC），之后傳送到內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。隨著電子技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了新型的基于嵌入式系統(tǒng)的數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)，主要有兩種：嵌入式硬盤(pán)圖像刻錄監(jiān)控系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)。在第四章至第六章中，都詳細(xì)的介紹了各章工作的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，給出了測(cè)試結(jié)果，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。C/OSII 的加載及軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的建立。 論文結(jié)構(gòu)安排 本文下面將用五章的篇幅介紹目前的幾項(xiàng)工作。 （4）提供精巧的多媒體人機(jī)界面 嵌入式設(shè)備之所以為億萬(wàn)用戶樂(lè)于接受，重要因素之一是它們與使用者之間的親和力，自然的人機(jī)交互界面，如司機(jī)操縱高度自動(dòng)化的汽車主要還是通過(guò)習(xí)慣的方向盤(pán)、腳踏板和操縱桿。 （3）支持小型電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本 為滿足這種特性，要求嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)者相應(yīng)降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量和復(fù)用接口芯片。 （2）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì) 為適應(yīng)嵌入式分布處理結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上網(wǎng)需求，面向21世紀(jì)的嵌入式系統(tǒng)要求配備標(biāo)準(zhǔn)的一種或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口。 （1）嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)需要強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持 隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高，ICP和ASP在網(wǎng)上提供的信息內(nèi)容日趨豐富、應(yīng)用項(xiàng)目多種多樣，像電話手機(jī)、電話座機(jī)及電冰箱、微波爐等嵌入式電子設(shè)備的功能不再單一，電氣結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜。 嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展不僅使之成為當(dāng)前微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)重要分支，同時(shí)也使計(jì)算機(jī)的分類從以前的巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微機(jī)之分變?yōu)橥ㄓ糜?jì)算機(jī)與嵌入式系統(tǒng)之分。 今天嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的工業(yè)產(chǎn)值己經(jīng)超過(guò)了1萬(wàn)億美元。由于嵌入式設(shè)備具有自然的人機(jī)交互界面，GUI屏幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，嵌入式技術(shù)全面展開(kāi)，目前己成為通信和消費(fèi)類產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。雖然目前還在很多場(chǎng)合使用，但是應(yīng)該算是圖像監(jiān)視系統(tǒng)的早期實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)圖像處理技術(shù)發(fā)展的不同階段，圖像監(jiān)控系統(tǒng)大致可分為兩個(gè)大階段[12]： a．本地模擬圖像監(jiān)視 從攝像機(jī)、電視機(jī)出現(xiàn)的那天起，原始的圖像監(jiān)視系統(tǒng)就己誕生。 文中給出了作者采用ARM7實(shí)現(xiàn)對(duì)GPRS模塊實(shí)施控制并實(shí)現(xiàn)GPRS鏈路建立、TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布蛙浖O(shè)計(jì)；詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程在論文第六章中給出。文中給出了算法的實(shí)現(xiàn)流程以及所實(shí)現(xiàn)背景更新和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的效果。 為了獲得較高質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，還需要對(duì)背景圖像進(jìn)行更新以使背景圖像能夠自適應(yīng)外部環(huán)境的變化，減少動(dòng)態(tài)場(chǎng)景變化對(duì)運(yùn)動(dòng)分割的影響，有效地抑制光照變化、氣候變化、飛鳥(niǎo)的介入等外界因素對(duì)于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的影響。 課題研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決途徑 本課題的關(guān)鍵技術(shù)包括基于熵的圖像運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法及實(shí)現(xiàn)，以及基于GPRS的遠(yuǎn)程傳輸。因而，必須去了解 GPRS 業(yè)務(wù)的相關(guān)知識(shí)，包括無(wú)線鏈路的建立，數(shù)據(jù)的傳輸和鏈路的斷開(kāi)等，設(shè)計(jì)一個(gè)基于 GPRS 的圖像傳輸模塊。系統(tǒng)的有線傳輸信道采用基于以太網(wǎng)的嵌入式Web Server來(lái)發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)圖像。 b．圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)的方法及實(shí)現(xiàn) 作為智能化的嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)中具有自適應(yīng)入侵檢測(cè)功能是必然的。 a．基于嵌入式的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 在嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，需要由多個(gè)功能事件構(gòu)成并協(xié)同工作，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有序高效的運(yùn)行。 基于PC的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)功能較強(qiáng)，但穩(wěn)定性不夠好、功耗高、需要有專人值守。人們慢慢地從過(guò)去模擬處理方式轉(zhuǎn)向數(shù)字處理方式，開(kāi)始使用PC機(jī)來(lái)處理圖像信號(hào)。同時(shí)，這個(gè)圖像監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)也為后繼的研究工作（包括目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)分類、目標(biāo)跟蹤、遠(yuǎn)程傳輸和對(duì)西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 4監(jiān)視器監(jiān)視器控制鍵盤(pán)畫(huà)面切換和畫(huà)面切割視頻矩陣控制器C錄像機(jī)….……. 圖 本地模擬監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 b．?dāng)?shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng) 數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)不僅符合信息產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，而且代表了監(jiān)控行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向，蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)和經(jīng)濟(jì)效益，成為目前信息產(chǎn)業(yè)中頗受關(guān)注的數(shù)字化產(chǎn)品。 課題研究的主要內(nèi)容 本文以遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于 ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)181。 這種監(jiān)控系統(tǒng)通常以嵌入式系統(tǒng)作為核心處理器，集成了嵌入式系統(tǒng)成熟的圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Web 技術(shù)等，利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信信道進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像的傳輸，省去了繁瑣的視頻布線及昂貴的中心設(shè)備，前端具有圖像檢測(cè)功能，通過(guò)任何一臺(tái)可以上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)甚至手機(jī)即可獲得監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的畫(huà)面。當(dāng)場(chǎng)景里出現(xiàn)可疑行為時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)向保安人員發(fā)出警報(bào)，從而避免犯罪的發(fā)生。C/OSII ..................................................................................17 181。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法具有較高的檢出率和較低的虛警率；所實(shí)現(xiàn)的 GPRS 傳輸運(yùn)行可靠、掉線率較低。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)采用動(dòng)態(tài)差分背景圖像法，其原理是利用序列圖像中當(dāng)前幀圖像減去背景圖像，并采用使信息熵最大化的運(yùn)動(dòng)判決門(mén)限判定運(yùn)動(dòng)區(qū)域；采用 Kalman 濾波動(dòng)態(tài)背景生成實(shí)現(xiàn)了背景的動(dòng)態(tài)更新；從而實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜變化背景下圖像運(yùn)動(dòng)區(qū)域的判決。在前端對(duì)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和分析，并在符合規(guī)則時(shí)抓拍高清晰度圖片傳回監(jiān)控中心，可有效解決清晰度和傳輸速率間的矛盾。 TCP/IP。 ARM。 generally, the image’s definition in remote surveillance is low because of its limited transmission channel. An improving way is moving object detection in the front of system, and snatching a high definition picture when motion happens and then transferring back to the monitoring center. This method can settle the contradiction between definition and transferring speed. In the dissertation, a kind of embedded image monitoring system based on ARM is discussed. The system has the functions of motion detection and picture transmission based on GPRS, and improves the flexibility of setting and the definition of abnormal picture. The system takes LPC2210 based on ARM7 core as its central processor, and embedded OS 181。C/OSII as its software platform. Moving object detection adopts a method of dynamic difference background image, whose principle is to calculate difference picture among the current frames and background images and take the motion adjudging threshold which owns maximum information entropy to determine moving area。 181。 GPRS。本文提出了一種基于 ARM 的嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)，它在前端實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，并采用 GPRS無(wú)線信道進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像傳輸，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的布站靈活性和特異圖像的清晰度。監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式 Web 服務(wù)器技術(shù)將報(bào)警信息及現(xiàn)場(chǎng)圖像發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；中心與前端監(jiān)控點(diǎn)間可以采用有線（以太網(wǎng)）或無(wú)線