【正文】 ntroduces the research background, practical significance，research status and the basic theoretical knowledges of embedded system development on this basis gives the the overall structure desgin of this system；Then it analyses carefully the technology of embedded Linux system involve the development environment，bootloader,Linux kernel and the root file system，and pletes the image acquisition by USB camera；After that,it describes how to display the images on LCD and gives the final experimental results．Keywords: haisiHi3515；video monitor；Video4Linux；image collection畢業(yè)設(shè)計(jì)論文III目 錄目 錄 ....................................................III1 緒 論 ....................................................1 前 言 ..................................................1 課題研究背景與意義 .....................................1 課題研究背景 .........................................1 課題研究意義 .........................................2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .......................................22 嵌入式系統(tǒng)的選擇 ..........................................4 嵌入式系統(tǒng)的分類 ......................................4 嵌入式系統(tǒng)的選擇 ......................................6 BOOTLOADER移植 ..........................................8 Bootloader 介紹 ......................................8 UBoot 移植 .........................................9 內(nèi)核移植 ...............................................11 移植環(huán)境 ...........................................11 內(nèi)核移植過(guò)程 .......................................11 文件系統(tǒng)移植 ..........................................12移植步驟： .................................................12 VIDEO4LINUX簡(jiǎn)介 ........................................13畢業(yè)設(shè)計(jì)論文IV VIDEO4LINUX 編程指南 ....................................14 .....................................14 定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及使用函數(shù) ...........................14 支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其用途 ..................15 Ioctl 函數(shù)介紹 .....................................19 截取圖象的方法 ........................................20 用 mmap（內(nèi)存映射）方式截取視頻 .....................20 直接讀設(shè)備 ........................................225 圖像在 LCD 屏上的顯示 .....................................23 FRAMEBUFFER的介紹 .......................................23 圖像由 24 位圖向 16 位圖轉(zhuǎn)換 ............................23 實(shí)物圖 .................................................246 結(jié)束語(yǔ) ....................................................25參考文獻(xiàn) ....................................................26致 謝 ......................................................27 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文11 緒 論 前 言嵌入式系統(tǒng)（embedded system） ，是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)” ，根據(jù)英國(guó)電機(jī)工程師協(xié)會(huì)的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或用于運(yùn)作的設(shè)備 [1]。嵌入式圖像采集系統(tǒng)大量的應(yīng)用于自動(dòng)控制、工業(yè)生產(chǎn)、軍事技術(shù)和家用消費(fèi)電子等各個(gè)領(lǐng)域。隨著ARM系列處理器應(yīng)用的越來(lái)越廣泛和基于linux的嵌入式技術(shù)的迅速發(fā)展，利用linux自身帶有的TCP/IP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和圖像傳輸已經(jīng)成為可能。 課題研究背景與意義 課題研究背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代以來(lái)，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。而采用基于DSP結(jié)合FPGA方式又需投入大量的人力和資金，成本高 [2]。嵌入式linux操作系統(tǒng)具有可移植性好、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)、有優(yōu)秀的GUN編譯工具支持等優(yōu)點(diǎn)，linux的開(kāi)放源代碼和免費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)也使成本大大降低，嵌入式系統(tǒng)把微處理器與其專用軟件平臺(tái)相結(jié)合，大大提高了操作系統(tǒng)的效率，采用USB接口的攝像頭在一定程度上突出了采樣速率高、圖像質(zhì)量高、通用性好的特點(diǎn)。 課題研究意義本課題研究的是基于嵌入式linux的視頻圖像采集，利用市場(chǎng)上很常見(jiàn)的中星微系列的USB攝像頭來(lái)得到現(xiàn)場(chǎng)的圖像數(shù)據(jù)，利用linux內(nèi)核中的video4linux編程接口函數(shù)采集，在PC機(jī)上和LCD屏上實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)顯示。例如，在日常生活中，視頻監(jiān)控，智能交通和智能小區(qū)的發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)中的X射線成像、染色體分類技術(shù)等，衛(wèi)星遙感圖像識(shí)別，辦公自動(dòng)化中的門禁系統(tǒng)、手寫識(shí)別、票據(jù)以及人民幣的識(shí)別，以及工業(yè)視覺(jué)，虛擬現(xiàn)實(shí)等等領(lǐng)域，圖像采集都有著極其重要的應(yīng)用 [3]。圖像采集收集的情報(bào)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)奖O(jiān)控指揮中心，為戰(zhàn)場(chǎng)行動(dòng)提供了重要的情報(bào)依據(jù)，在強(qiáng)大空中偵察下，我軍能夠及時(shí)掌握敵方的大規(guī)模行動(dòng)，其部署和移動(dòng)很容易暴露，靈活、機(jī)動(dòng)、可靠的情報(bào)搜集，戰(zhàn)時(shí)能起到很好的偵察保障功能，為決策人緣提供有力的決策依據(jù)。試想，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)給我們的生活帶來(lái)多么深遠(yuǎn)的影響。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分. 目前在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上，主要有模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控類產(chǎn)品. 傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已非常成熟，性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，但已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需要. 模擬視頻信號(hào)的傳輸工具主要是同軸電纜，通常只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控；系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差，新的設(shè)備也很難添加到原有的系統(tǒng)之中；由于各部分獨(dú)立運(yùn)作，相互之間的控制協(xié)議很難互通，無(wú)法形成有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行 [4]。本文基于這種發(fā)展趨勢(shì)，提出了1 種性能高效、價(jià)格低廉解決方案. 本方案采用PC機(jī)、高性能嵌入式設(shè)備以及先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，通過(guò)Inter傳輸圖像. 本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以在Inter上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離限制，信號(hào)不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；使數(shù)字化存儲(chǔ)成為可能，經(jīng)過(guò)壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤陣列中或保存在光盤中，查詢十分簡(jiǎn)便快捷；基于嵌入式技術(shù)，系統(tǒng)硬件和操作系統(tǒng)捆綁較為緊密，功能專一，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 [3]。其實(shí)，嵌入式操作系統(tǒng)是與應(yīng)用環(huán)境密切相關(guān)的，從應(yīng)用范圍角度來(lái)看，大致可以分為通用型的嵌入式操作系統(tǒng)如WindowsCE、VxWorks、嵌入式 Linux 等和專用型的嵌入式操作系統(tǒng)如Palm0S、sysbian，SmartPhone 等。一類是面向控制、通信等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如 Microsoft 公司得 windows CE、WindRiver 公司的 VxWorks、ISI 的 pSOS、QNX 系統(tǒng)軟件公司的 QNX、ATI 的Nucleus 等；另一類是面向消費(fèi)電子產(chǎn)品的非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，這類產(chǎn)品包括個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、電子書、WebPhone 等，如現(xiàn)在非常流行的Mierosoft 公司的 SmartPhone 操作系統(tǒng)等等。目