【正文】 rch 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)計論文 III 目 錄 目 錄 ................................................ III 1 緒 論 ................................................ 1 前 言 .............................................. 1 課題研究背景與意義 .................................. 1 ..................................... 1 ..................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................... 2 2 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)核移植過程 .................................... 11 文件系統(tǒng)移植 ...................................... 12 移植步驟： ............................................. 12 VIDEO4LINUX 簡介 ..................................... 13 VIDEO4LINUX 編程指南 ................................. 14 畢業(yè) 設(shè)計論文 IV .................................. 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 ..................................... 22 5 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 實物圖 ............................................. 24 6 結(jié)束語 ............................................ 25 參考文獻 ............................................ 26 致 謝 ............................................. 27 畢業(yè) 設(shè)計論文 1 1 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)計的專用計算機系統(tǒng)”，根據(jù)英國電機工程師協(xié)會的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機器或用于運作的設(shè)備 [1]。嵌入式圖像采集系統(tǒng)大量的應(yīng)用于自動控制、工業(yè)生產(chǎn)、軍事技術(shù)和家用消費電子等各個領(lǐng)域。隨著 ARM系列處理器應(yīng)用的越來越廣泛和基于 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)議來實現(xiàn)遠程監(jiān)控和圖像傳輸已經(jīng)成為可能。 課題研究背景與意義 隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，人類步入網(wǎng)絡(luò)時代以來，以“信息采集、處理、監(jiān)控”為核心的視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用于電視會議、可視電話、遠程監(jiān)控、智能交通、智能小區(qū)等遠程圖像傳輸系統(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、有優(yōu)秀的 GUN編譯工具支持等優(yōu)點， linux的開放源代碼和免費的優(yōu)點也使成本大大降低，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。 本課題研究的是基于嵌入式 linux的視頻圖像采集，利用市場上很常見的中星微系列的 USB攝像頭來得到現(xiàn)場的圖像數(shù)據(jù)，利用 linux內(nèi)核中的 video4linux編程接口函數(shù)采集，在 PC機上和 LCD屏上實現(xiàn)了圖像的實時顯示。 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)學中的 X射線成像、染色體分類技術(shù)等，衛(wèi)星遙感圖像識別，辦公自動化中的門禁系統(tǒng)、手寫識別、票據(jù)以及人民幣的識 別，以及工業(yè)視覺，虛擬現(xiàn)實等等領(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通過無線傳輸?shù)奖O(jiān)控指揮中心，為戰(zhàn)場行動提供了重要的情報依據(jù)，在強大空中偵察下，我軍能夠及時掌握敵方的大規(guī)模行動，其部署和移動很容易暴露，靈活、機動、可靠的情報搜集，戰(zhàn)時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，這項技術(shù)的發(fā)展將會給我們的生活帶來多么深遠的影響。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分 . 目前在國內(nèi)外市場上，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的需要 . 模擬視頻信號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；由于各部分獨立運作，相互之間的控制協(xié)議很難互通，無法形成有效的報警聯(lián)動，聯(lián)動只能在有限的范圍內(nèi)進行 [4]。 本文基于這種發(fā)展趨勢，提出了 1 種性能高效、價格低廉解決方案 . 本方案采用 PC機、高性能嵌入式設(shè)備以及先進的圖像處理技術(shù)，通過 Inter傳輸圖像 . 本系統(tǒng)的優(yōu)點在于：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)字化存儲成為可能，經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中，查詢十分簡便快捷；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，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，便于管理 [3]。其實，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)域的實時操作系統(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；另一類是面向消費電子產(chǎn)品的非實時操作系統(tǒng)，這類產(chǎn)品包括個人數(shù)字助理 (PDA)、移動電話、機頂盒、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。目前國內(nèi)外已有幾十種商業(yè)操作系統(tǒng)可供選擇。 PalmOS 提供了串行通信接口和紅外線傳輸接口，利用它可以方便地與其它外部設(shè)備通信；擁有開放的 0S 應(yīng)用程序接口，開發(fā)商可根據(jù)需要自行開發(fā)所需的應(yīng)用程序。 PalmOS 是一套具有極強開放性的系統(tǒng)，現(xiàn)在有大約 數(shù)千種專門為 PalmOS 編寫的應(yīng)用程序。由于 PalmOS 采用開放式架構(gòu)，有很多 PalmOS 的使用者都投入到軟件開發(fā)工作中，這也是 PalmOS 操作系統(tǒng)成功的一個重要原因。它的良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，使其畢業(yè) 設(shè)計論文 5 在嵌入式實時操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。 VxWorks 具有可靠性，良好的實時性，高度靈活的可裁減性等