【正文】 嵌入式技術(shù)采集并對現(xiàn)場信息進(jìn)行相應(yīng)處理，在通過無線通信方式傳輸?shù)絀nternet上，用戶通過Internet來管理和使用信息。數(shù)字化是21世紀(jì)的時代特征，視頻監(jiān)控的數(shù)字化是監(jiān)控技術(shù)的必然趨勢。智能化監(jiān)控能把視頻監(jiān)控從靜態(tài)的、事后取證變成動態(tài)的、實(shí)時預(yù)防和告警對用戶來說明顯更加重要。(3) 視頻監(jiān)控IP化視頻網(wǎng)絡(luò)、IPTV等都是網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的重要應(yīng)用。采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，擁有授權(quán)的用戶可以隨時訪問互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對真?zhèn)€監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存儲、授權(quán)控制等功能。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)分散且與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，或被監(jiān)控對象不固定時，利用傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控旺旺成本高且難以實(shí)現(xiàn)，為基于多種無線傳輸手段的移動視頻監(jiān)控具有不可替代的優(yōu)勢。第二章：分析了監(jiān)控系統(tǒng)的需求，以及需要何種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并簡單介紹了硬件的組成。第四章：對嵌入式系統(tǒng)做簡單的介紹，并進(jìn)行了服務(wù)器搭建和交叉編譯器的安裝等工作，為以后的工作做好基礎(chǔ)。第六章：對各個部分的工作做了總結(jié)，提出了整個工作的不足之處并對進(jìn)一步的研究方向以及相關(guān)的問題做了敘述。通用的web服務(wù)器通常用于大量用戶并發(fā)訪問的普通網(wǎng)站，以強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫為用戶提供商業(yè)服務(wù)，而嵌入式處理器能力和存儲容量有限，通用大型服務(wù)器無法在嵌入式設(shè)備上運(yùn)行。目前，嵌入式web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)方法可分成自助實(shí)現(xiàn)和修改移植。智能家居行業(yè)技術(shù)按照系統(tǒng)核心技術(shù)可分為PC架構(gòu)、單片機(jī)架構(gòu)及嵌入式架構(gòu)三個層次。（1）PC架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)于中國智能家居的萌芽階段，基本停留在向使用者展示智能家居的概念，實(shí)用性不強(qiáng)，屬于第一代。（3）而基于嵌入式系統(tǒng)的家庭智能系統(tǒng)在國內(nèi)才剛剛出現(xiàn)，隨著嵌入式技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用及成本的之間降低，中國的智能家居核心最終將走向嵌入式。后PC時代的到來依賴于嵌入式技術(shù)的誕生與發(fā)展。隨著嵌入式處理器的性能得到了顯著的提高，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用在最近幾年得到了廣闊的發(fā)展。通常嵌入式定義為：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為核心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟/硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用衛(wèi)星化計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式技術(shù)為智能家居客戶端的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。（2） PC架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)于中國智能家居的萌芽階段，基本 停留在向使用者展示智能家居的概念，實(shí)用性不強(qiáng)，屬于第一代。（4） 嵌入式技術(shù)伴隨Internet而生，因此具有更加卓越的網(wǎng)絡(luò)性能，可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。嵌入式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)[3]是以嵌入式設(shè)備作為web服務(wù)器接入Internet網(wǎng)絡(luò)的。網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)來說是處于基礎(chǔ)地位的，合理選擇網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)運(yùn)行效率、系統(tǒng)性用的廣泛性和可維護(hù)性都有至關(guān)重要的作用。C/S結(jié)構(gòu)即客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。目前大多數(shù)應(yīng)用軟件都是client/server形式兩層結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)在的軟件應(yīng)用系統(tǒng)正在向分布式的web應(yīng)用發(fā)展，web和client/server應(yīng)用都可進(jìn)行同樣的業(yè)務(wù)處理，應(yīng)用不同的模塊共享邏輯組件。B/S結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶工作界面是通過瀏覽器端實(shí)現(xiàn)，極少不煩事務(wù)邏輯在客戶端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成三層3tier結(jié)構(gòu)。智能家居監(jiān)控系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩部分組成。網(wǎng)線串口線本次設(shè)計有三個部分組成，前端是用于視頻采集的CMOS攝像頭，中間部分是移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)的ARM9開發(fā)板，它的作用是對采集來的圖像進(jìn)行處理，并內(nèi)建嵌入式web服務(wù)器和視頻流媒體服務(wù)器，從而將視頻傳遞給遠(yuǎn)端用戶。 監(jiān)控端ARM9開發(fā)板CMOS攝像頭嵌入式Web服務(wù)器器是指將Web服務(wù)器引入到嵌入式系統(tǒng)中，在相應(yīng)的硬件平臺和軟件系統(tǒng)的支持下，根據(jù)應(yīng)用的需要實(shí)現(xiàn)通用的Web服務(wù)器的全部或者部分功能。 在嵌入式領(lǐng)域，常用的Web服務(wù)器有td和boa，boa目前用的最多。因此需要移植到本系統(tǒng)中。把生成的boa應(yīng)用程序下載到開發(fā)板上Linux系統(tǒng)中的/bin目錄下，讓boa在系統(tǒng)啟動時自動運(yùn)行，這樣在開發(fā)板上就移植了boa服務(wù)器。TQ2440由底板和核心板組成。攝像頭采用的是ov9650圖像傳感器[2]。該設(shè)計將硬件系統(tǒng)分成兩部分：核心板和外圍電路。ov9650攝像頭接口電路LCD顯示模塊電源模塊移動控制模塊ARM920T核心板存儲模塊DM9000網(wǎng)卡及網(wǎng)絡(luò)接口USB從接口USB主接口 系統(tǒng)硬件平臺結(jié)構(gòu)圖主控制芯片本次設(shè)計采用Samsung公司生產(chǎn)的S3C2440A微處理器作為主控制芯片。是一款專為手持設(shè)備及低功耗、小尺寸、高性能微控制器解決方案的微處理器。在這里，我們使用OV9650。OV9650的數(shù)據(jù)接口稱為SCCB（串行攝像控制總線），它由兩條數(shù)據(jù)線組成：一個是用于傳輸時鐘信號的SIO_C，另一個是用于傳輸數(shù)據(jù)信號的SIO_D。SCCB定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締卧獮橄啵╬hase），即一個相傳輸一個字節(jié)數(shù)據(jù)。當(dāng)需要寫操作時，應(yīng)用3相寫傳輸周期，當(dāng)需要讀操作時，依次應(yīng)用2相寫傳輸周期和2相讀傳輸周期。下面我們就用s3c2440的IIC總線接口分別與OV9650的SIO_C和SIO_D相連接來實(shí)現(xiàn)SCCB的功能。與個人計算機(jī)這樣的通用計算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。國內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。事實(shí)上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機(jī)、汽車等，都使用嵌入式系統(tǒng)，有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng)，但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。與通用計算機(jī)能夠運(yùn)行用戶選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時不變的；所以經(jīng)常稱為“固件”。VxWorksVxWorks擁有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及良好的用戶開發(fā)環(huán)境，在實(shí)時操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)一席之地。它支持多種處理器，如x86，i960，SunMC68xxx，MIPSPC，大多數(shù)的VxWorksAPI是專有的。(2)QNX是一個實(shí)時的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)；它部分遵循POSIX相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所有其他操作系統(tǒng)服務(wù)都實(shí)現(xiàn)為協(xié)作的用戶進(jìn)程，因此QNX內(nèi)核非常小巧(QNX4．x大約為12KB)，而且運(yùn)行速度極快。 (3)OS3Com公司的Palm它有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口(API)，開發(fā)商可以根據(jù)需要自行開發(fā)所需的應(yīng)用程序。 (4)CEWindows它的模塊化設(shè)計允許它對從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進(jìn)行定制。LynxOSRealtime一個基于Motif的用戶圖形界面，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)兼容的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及應(yīng)用開發(fā)工具。是開放軟件基金（OSF）于1989年推出的一個圖形用戶界面系統(tǒng)。(6)隨著Linux的迅速發(fā)展，嵌入式Linux現(xiàn)在已經(jīng)有許多的版本，包括強(qiáng)實(shí)時的嵌入式Linux(如新墨西哥工學(xué)院的RTLinux和堪薩斯大學(xué)的KURTLinux)和一般的嵌入式LinuxLinux等)。其中，RTLinux通過把通常的Linux任務(wù)優(yōu)先級設(shè)為最低，而所有的實(shí)時任務(wù)的優(yōu)先級都高于它，以達(dá)到既兼容通常的Linux任務(wù)又保證強(qiáng)實(shí)時性能的目的。(7)uC/OS是源碼公開的實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)。 嵌入式Linux的簡介Linux是1991年由芬蘭人Linus Torvalds發(fā)明的，一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的 操作系統(tǒng)：Linux不僅支持x86芯片，它可以支持2030中CPU；Linux是開放源代碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多愛好者都是Linux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持者，Linux的源代碼隨處可得，注釋豐富，文檔齊全，易于解決各種問題；Linux在內(nèi)核結(jié)構(gòu)的設(shè)計中考慮適應(yīng)系統(tǒng)的可裁剪性的要求。（1） Linux是開放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后盾。（3） Linux易于定制裁剪，在價格上極具競爭力。CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片。（5） 有大量的且不斷增加的開發(fā)工具，這些工具為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)提供了良好的開發(fā)環(huán)境。（8） 在圖像處理、文件管理及多任務(wù)支持等諸多方面，Linux的表現(xiàn)也都非常出色，不僅可以充當(dāng)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺，本身也是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的好工具。綜上所述，正是由于嵌入式Linux具有源碼開放、移植簡易、資源內(nèi)容豐富、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，使它在嵌入式控制領(lǐng)域越來越流行。只是裁剪的程度不同，這使得很多為PC機(jī)的開發(fā)的軟件經(jīng)過了再次的編譯后，也可以直接在嵌入式控制設(shè)備上工作，這使得它的軟件資源極大的豐富。宿主機(jī)一般通過網(wǎng)絡(luò)，USB，JTAG等方式將軟件下載到目標(biāo)機(jī)。 TFTP這種簡單的基于UDP的文件傳輸協(xié)議，通常只能用于小文件的傳輸。在嵌入式開發(fā)中，tftp服務(wù)常用于通過從PC機(jī)服務(wù)端的tftp目錄中下載鏡像文件到目標(biāo)開發(fā)板中，以待燒寫或運(yùn)行。 NFS服務(wù)器配置NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）為兩臺Linux主機(jī)之間的通訊提供了類似于Windows上共享目錄一樣的服務(wù)，在嵌入式Linux開發(fā)中，Linux目標(biāo)機(jī)經(jīng)常通過NFS方式訪問Linux宿主機(jī)上的文件，為了實(shí)現(xiàn)這種訪問，首先需要在Linux搭建NFS服務(wù)器。此配置是為了讓目標(biāo)板在完成掛載，進(jìn)行相關(guān)測試。/home/S5driver/lesson8/rootfs:共享的目錄*：允許訪問共享目錄的主機(jī)IP(rw,sync,no_root_squash)：訪問權(quán)限 安裝交叉編譯器交叉編譯，簡單地說，就是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執(zhí)行代碼。舉例來說，我們常說的x86 Linux平臺實(shí)際上是Intel x86體系結(jié)構(gòu)和Linux for x86操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱；而x86 WinNT平臺實(shí)際上是Intel x86體系結(jié)構(gòu)和Windows NT for x86操作系統(tǒng)的簡稱。在如此相對比較緊張的硬件資源的前提下，在已經(jīng)運(yùn)行了嵌入式Linux的前提下，是沒法很方便的，直接在嵌入式Linux下，去本地編譯，去在ARM的CPU下，編譯出來，供ARM的CPU可以運(yùn)行的程序的。本設(shè)計采用的S3C2440是ARM體系的架構(gòu)，而Linux屬于X86的架構(gòu)，因此，需要用交叉編譯器將程序進(jìn)行編譯，移植到ARM9上才能正常運(yùn)行。因此，在嵌入式世界里建立一個通用的Bootloader幾乎是不可能的。簡單地說，Bootloader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前的一段小程序，通過這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。在專用的嵌入式板子運(yùn)行GNU/Linux系統(tǒng)已經(jīng)變得越來越流行。（2） Kernel為特定嵌入式開發(fā)板的定制內(nèi)核以及控制內(nèi)核引導(dǎo)系統(tǒng)的參數(shù)。文件系統(tǒng)提供管理的各種配置文件以及系統(tǒng)執(zhí)行用戶應(yīng)用程序的運(yùn)算環(huán)境。有時在用戶應(yīng)用程序和內(nèi)核層之間可能還會包括一個嵌入式圖形用戶界面。每種不同體系結(jié)構(gòu)的處理器都有不同的Bootloader。除了依賴于處理器的體系結(jié)構(gòu)外，Bootloader實(shí)際上也依賴于具體的嵌入式板級設(shè)備的配置，也就是說，對于兩塊不同的嵌入式板而言，即使它們是基于同一種處理器而構(gòu)建的，要想讓運(yùn)行在一塊板子上的Bootloader程序也能運(yùn)行在另一塊板子上，通常也都需要對Bootloader進(jìn)行移植工作。（1） Uboot支持ARM，MIPS，PowerPC，x86等處理器，同時支持linux，VxWorks,NetBSD,（2） PPCBoot目前支持ARM，MIPS，PowerPC等處理器。Redhat公司隨ECOS發(fā)布的一個開源項目。（4） ARMBoot（5） BlobBlob支持SA1100的LART主板，但用戶也可以自行修改移植。如果在 10 秒內(nèi)沒有用戶按鍵，則 Blob 繼續(xù)啟動 Linux內(nèi)核。韓國mizi公司開發(fā)的bootloader，適用于ARM9的處理器。Uboot除了支持PowerPC系列的處理器外，還能支持MIPS、X8ARM、NIOS、XScale等諸多常用系列的處理器。4. Uboot的目錄結(jié)構(gòu)uboot源碼目錄、編譯形式與Linux內(nèi)核很相似。下面是uboot的目錄結(jié)構(gòu)：* board如mpc8xx子目錄下含串口、網(wǎng)口、LCD驅(qū)動及中斷初始化等文件；* driver 通用設(shè)備驅(qū)動，如CFI FLASH驅(qū)動(目前對INTEL FLASH支持較好)* doc UBoot的說明文檔；* examples可在UBoot下運(yùn)行的示例程序；,；* include UBoot頭文件；尤其configs子目錄下與目標(biāo)板相關(guān)的配置頭文件是移植過程中經(jīng)常要修改的文件；* lib_xxx 處理器體系相關(guān)的文件，如lib_ppc, lib_arm目錄分別包含與PowerPC、ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件；* net 與網(wǎng)絡(luò)功能相關(guān)的文件目錄，如bootp,nfs,tftp；* post上電自檢文件目錄。 Linux操作系統(tǒng)主要由進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、進(jìn)程間通信等幾個部分組成。配置完后運(yùn)行make進(jìn)行編譯，編譯完后生成zImage。根文件系統(tǒng)和普通的文件系統(tǒng)的區(qū)別在于：根文件系統(tǒng)要包括Linux啟動時所必須的目錄和關(guān)鍵性的文件。Linux引入了虛擬文件系統(tǒng)VFS(Virtual File System)，為各類文件系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的操作界面