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基于arm平臺(tái)與嵌入式linux的圖像采集應(yīng)用-文庫(kù)吧資料

2024-11-15 08:42本頁(yè)面
  

【正文】 ,把網(wǎng)絡(luò)過(guò)程包括從應(yīng)用請(qǐng)求到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)按功能分成 7 個(gè)分立的層次,如下圖所示: 圖 6 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 15 6. 2 網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的實(shí)現(xiàn) 6. 2. 1 socket通信過(guò)程 一般在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)程序時(shí),會(huì)分為服務(wù)器端與客戶端兩部分,而一個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序本身就具有 Client/ Server 結(jié)構(gòu),所以在說(shuō)明 TCP 網(wǎng)絡(luò)程序的流程時(shí),可以分為 TCP Client 端及 TCP Server 端。 5. 4 應(yīng)用程序的編寫 ????? //包含頭文件 static void my_notif_proc(HWND hwnd, int id, int nc, DWORDadd_data) //改變顏色子函數(shù) { if(nc===BN_DBLCLK) SetWindowBkColor(hwnd, 3333); //3333 表示顏色值 InvalidateRect(hwnd, NULL, TRUE); } Static int StaticDemoWinProc(HWND hWnd, int message, WPARAM wParam, LPARAM 1Param)//窗口過(guò)程函數(shù) { HWND hwnd; switch(message){ case MSG_CREATE: hwnd=CreateWindow(CTRL_BUTTON,” Push me”, WS— VISIBLE| BP_PUSHBUTTON|BS NOTIFY,100, 50, 100, 200, 50, hWnd, 0); SetNotificationCallback(hwnd, my_notif_proc); 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 14 return 0; case MS_DESTROY: DestroyAllControls(hWnd); rturnO; easeMSG_CLOSE: DestroyMainW39。 與其他基于 Linux 的圖形界面支持系統(tǒng)相比, MiniGUI 系統(tǒng)在 API 完備性、系統(tǒng)規(guī)模、可移植性、資源消耗等各個(gè)方面都具有相對(duì)優(yōu)勢(shì),符合嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì) GUI 系統(tǒng)的輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、可 配置等方面的要求,因此在嵌入式領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。它主要運(yùn)行于 Linux 控制臺(tái),實(shí)際可以運(yùn)行在任何一種具有 POSIX 線程支持的 POSIX 兼容系統(tǒng)上。項(xiàng)目自 1998年底開(kāi)始到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟和穩(wěn)定,并且在許多實(shí)際產(chǎn)品和項(xiàng)目中得到應(yīng)用。(vdcapability))0){ perror(” v41_get_capability:” ); return l; return 0。如果使用 Vide04Linux,在編譯內(nèi)核時(shí),一定要選中 Multimedia Devices 下的Videofor Linux 選項(xiàng),本文針對(duì)的設(shè)備文件是/ dev/ videoO,使用的器件是基于 ZC301 的 USB 攝像頭。 4. 5 圖像采集程序設(shè)計(jì) 1. Vide04Linux 簡(jiǎn)介 Vide04Linux 是 Linux 中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng),他為針對(duì)視頻設(shè)備的應(yīng)用程序編程提供一系列接口函數(shù),配合適當(dāng)?shù)囊曨l采集設(shè)備和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,可以實(shí)現(xiàn)影像采集、 AM/ FM 廣播、頻道切換等功能 i491,在遠(yuǎn)程會(huì)議、可視電話、視頻監(jiān)控系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 4.檢測(cè)和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤。 2.把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閼?yīng)川程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié),這樣在應(yīng)用程序看來(lái),硬件設(shè)備只是個(gè)設(shè)備文件.應(yīng)用程序可以像操作普通文件樣對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作。下面詳細(xì)介紹利用 busybox 建立一個(gè)全新的Linux 文件系統(tǒng)的方法。雖然與相應(yīng)的 GNU 工具比較起, busybox 所提供的功能和參數(shù)略少,但在嵌入式系統(tǒng)中已經(jīng)足夠了。手動(dòng)添加 S3C2410X 處理器選項(xiàng):移植后 ifeq($(CONFIG ARCH_ S3C241 0), y) TEXTADDR=0xC0008000 MACHD 咂 =s3e2410 Endif 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 4. 3 根文件系統(tǒng)制作 4. 3. 1 文件系統(tǒng)介紹 文件系統(tǒng)是指在一個(gè)物理設(shè)備上的任何文件組織和目錄,它構(gòu)成了操作系統(tǒng)上所有數(shù)據(jù)基礎(chǔ),是系統(tǒng)中龐大復(fù)雜且又是最為基本和重要的資源。 1)指定目標(biāo)平臺(tái): 移植前 ARCH: =$(shell unam – m|sed – e s/ ) 移植后 ARCH: =arm 2)指定交叉編譯器: 移植日訂 CROSS COMPILE= 移植后 CROSS COMPILE=咖一 linuxarch 目錄移植。 根目錄移植。這兩個(gè)文件都是編譯時(shí)使用的輔助文件。 / 子目錄包含了和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼。 / kernel 子目錄包含了主內(nèi)核的代碼。 / init 子目錄包含了內(nèi)核的初始化代碼。 / fs 子目錄包含了所有文件系統(tǒng)的代碼。 下面簡(jiǎn)單介紹 一下內(nèi)核源代碼下各主要目錄下的內(nèi)容: / arch 予目錄包含了所有硬件結(jié)構(gòu)特定的內(nèi)核代碼。 4. 1. 2 交叉編譯環(huán)境的建立 在進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)之前,首先要建立一個(gè)交叉編譯環(huán)境,這是一套編譯器、連接器和 lilac 庫(kù)等組成的丌發(fā)環(huán)境 f27 娜 1。因此,當(dāng)用戶在虛擬機(jī)中進(jìn)行軟件評(píng)測(cè)時(shí),可能系統(tǒng)一樣會(huì)崩潰,但是,崩潰的只是虛擬機(jī)上的操作系統(tǒng),而不是物理計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng),并且,使用虛擬機(jī)的“ Undo” (恢復(fù) )功能,用戶可以馬上恢復(fù)虛擬機(jī)到安裝軟件之前的狀態(tài)。虛擬機(jī) (xrtmlal Machine,VM)是通過(guò)軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、支持多個(gè)操作系統(tǒng)并運(yùn)行在單個(gè)物理計(jì)算機(jī)上的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 由于模擬攝像頭的整體成本較高,而 USB 接口的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于串 口、并口的速度,因此現(xiàn)在市場(chǎng)上熱點(diǎn)主要是 USB 接口的數(shù)字 攝像頭。對(duì)于模擬攝像頭,必須經(jīng)過(guò)特定的視頻捕捉卡將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式,并加以壓縮后才可以傳到計(jì)算機(jī)上運(yùn)用。 刀 117 位通用 I/ O VI 和 24 位外部中斷源。 5)12C 總線接 13,觸摸屏接 13, SD接 VI 和 MMC 卡接 13。 3)3 個(gè)通道的 UART,4 個(gè)通道的 DMA, 2個(gè)通道的 SPI 接 VI, 8個(gè)通道的 10 位 ADC 及 DAC 控制器。 3. 2. 2 s3C2410X 處理器介紹 1) 1 個(gè) LCD 控制器 (支持 STN 和 TFT 帶有觸摸屏的液晶顯示屏 )。 3) 選擇低功耗的處理器。 選擇嵌入式處理器時(shí),可以依據(jù)以下選擇原則: 1) 選擇主流處理器供應(yīng)商的產(chǎn)品。 3. 2 嵌入式處理器的選擇 3. 2. 1 嵌入式處理器選擇原則 與 PC 機(jī)主要采用 Intel 和 AMD公司的處理器不同,嵌入式系統(tǒng)由于應(yīng)用多種多樣,目前還沒(méi)有一種嵌入式處理器能夠主導(dǎo)整個(gè)市場(chǎng),因此嵌入式處理器的選擇是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)能否成功的重要前提。 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 3 系統(tǒng)綜述 3. 1 系統(tǒng)構(gòu)成及基本原理 圖像采集平臺(tái)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)如圖 2所示: 圖 1 該系統(tǒng)基于 32 位 ARM 微處理器芯片和嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件和大部分應(yīng)用軟件很多來(lái)自 GNU 組織,如 GNU GCC和 GDB 等。完整的 Linux 包括操作系統(tǒng)內(nèi)核、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 Linux 遵守 POSIX 標(biāo)準(zhǔn),與 UNIX 操作系 統(tǒng)兼容,是目前最為流行的一款開(kāi)放源代碼的操作系統(tǒng)。比如 Windows CE 就是一個(gè)多任務(wù)分時(shí)系統(tǒng),而 gC/ OS. II 則是典型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。而在軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中,雖然響應(yīng)時(shí)間同樣重要,但是超時(shí)卻不會(huì)導(dǎo)致致命錯(cuò)誤。其最大的特征就是程序的執(zhí)行具有確定性。其中實(shí)時(shí)系統(tǒng)又分為兩類:硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。與通用操作系統(tǒng)相比較,嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。 2. 3 嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式操作系統(tǒng) (Embedded Operation System, EOS)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件,它是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分,負(fù)責(zé)嵌入系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、任務(wù)調(diào)度,控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng) 。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全世界嵌入式處理器的品種總量以超過(guò) 1000 種,流行的體系結(jié)構(gòu)有三十幾個(gè)系列,如PowerPC、 Motorola、 ARM 系列等。 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 2. 2. 2 嵌入式處理器分類 由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的多樣性,不可能有一種通用的嵌入式處理器能滿足所有嵌入式系統(tǒng)的需求,這迫使人們?cè)O(shè)計(jì)了各種各樣的嵌入式處理器來(lái)滿足不同領(lǐng)域的要求。 2. 2 嵌入式處理器 2. 2. 1 嵌入式處理器發(fā)展簡(jiǎn)史 嵌入式處理器歷史悠久,早在 20 世紀(jì) 70 年代,工業(yè)控制領(lǐng)域就開(kāi)始使用嵌入式處理器,當(dāng)時(shí)主要是 4 位和 8位的處理器。直到后 PC 時(shí)代的到來(lái),隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和新的體積更小的控制芯片和功能更強(qiáng)的操作系統(tǒng)的出現(xiàn),它才被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中?,F(xiàn)代生活中嵌入式系統(tǒng)的影子無(wú)處不在。 嵌入式技術(shù)的核心思想,是最大限度地對(duì)硬件和軟件量身定做,以提高效率、性價(jià)比、 實(shí)時(shí)性等。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)通常分為兩類:一類是基于 PC 機(jī)組合的計(jì)算機(jī)多媒體工作方式:另一類是嵌入式數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)控模擬監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展并在實(shí)際工程中得到了非常廣泛的應(yīng)用,發(fā)展己經(jīng)非常成熟,性能也十分穩(wěn)定,但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒(méi)有變,仍為模擬的視頻信號(hào),系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網(wǎng)絡(luò),介質(zhì)專用的特點(diǎn),因此系統(tǒng)盡管已發(fā)展到很高的水平,已無(wú)太多潛力可挖,其局限性依然存在;而數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)是新 近崛起的,解決了模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速發(fā)展起來(lái),但發(fā)展并不是很成熟,需要更 進(jìn)~步的完善。 1. 1. 1 課題研究意義 基于嵌入式設(shè)備的圖像采集系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:由于這種系統(tǒng)的硬件是一個(gè)同處理器和軟件捆綁較為緊密、功能專一、設(shè)計(jì)專門的設(shè)備,不像插卡系統(tǒng)那樣受通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中其他軟件硬件的影響,因此性能上更穩(wěn)定,且便于安裝、維護(hù),易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì),便于管理、維護(hù)、降低費(fèi)用;另一方面,由于功能的單一,只要算法選擇正確,系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就可以得到保證,而且控制功能較 PC 系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)且更為強(qiáng)大。傳統(tǒng)視頻采集系統(tǒng)一般采用基于個(gè)人計(jì)算機(jī)和視頻采集卡的形式,該方案存在圖像品質(zhì)不高、抗干擾能力差、系統(tǒng)體積大、成本高、不便于攜帶等缺點(diǎn),在遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)困難。人類步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代以來(lái),特別是隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,以“信息采集、處理、監(jiān)控”為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電視會(huì)議、可視電話、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能交通、智能小區(qū)等遠(yuǎn)程圖像傳輸系統(tǒng)中。 1 緒論 1. 1 課題研究背景 圖象、畫面所包含的信息量巨大,是人類獲取和交換信息的主要來(lái)源;而且視頻信息具有直觀性、可靠性等一系列的優(yōu)點(diǎn),因而視頻采集與處理歷來(lái)就是重要的研究?jī)?nèi)容。該方案大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時(shí)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和圖像質(zhì)量,可以擴(kuò)展應(yīng)用在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域,具有廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。 本論文研究設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式的圖像采集與傳輸系統(tǒng),具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)一般采用基于 Pc 機(jī)平臺(tái)和視頻采集卡的形式,該方案系統(tǒng)體積大、成本高,在遠(yuǎn)距離、多點(diǎn)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)困難。 《 嵌入式系統(tǒng) 》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目: 基于 ARM 平臺(tái)與嵌入式 Linux 的圖像采集應(yīng)用 專業(yè): 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 班級(jí): 13(1)班 姓名: 李紅 指導(dǎo)教師: 張文哲 成績(jī): 計(jì)算機(jī)學(xué)院 2020 年 5 月 7 日 學(xué)號(hào) 1536360803 20202020 學(xué)年 第 二 學(xué)期 計(jì)算機(jī)學(xué)院《嵌入式系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 目錄 摘要 ..................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 緒論 ............................................................................................................................. 3 1. 1課題研究背景 .................................................................................................... 3 1. 1. 1課題研究意義 .....................................................................................
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