基于嵌入式linux的图像监控系统_毕业论文(编辑修改稿)

基于嵌入式linux的图像监控系统_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

器。 (2)扩展性强，可适用市场上的通用 USB 摄像头，可适用通用的浏览器实现网络传输和远程控制。 (3)通过分析采集到的视频进行图片环境监控，只需进行有意义的图片的分析，不需要存储大量视频信息。 (4)成本和功耗低，采用开源的 linux 系统，使用功耗极低但性能优越的 ARM9 处理器，使系统的成本和功耗降到了最低。 2 系统设计和硬件平台 的建立 系统总体设计 错误。 链接无效。 图 21 系统总体设计 整个系统总体设计如图 21 所示，整体分为两大部分：系统前台和系统后台。 系统前台包括用户、客户端主机（浏览器）、服务器网页这三部分；剩下的都划分为系统后台。 服务器以 Linux 内核 作为视频服务器核心，内有三个主要服 务组件，其中 APACHE 服务器负责与用户通过 HTTP 通信，用户要使用浏览器 处理视频，只需要登录浏览器便可，在这里最好是使用 FIRFOX，因为它对 HTTP 视频流支持最好。 MJPGSTREAMER 视频服务器主要负责架设服务，进行配置（端口，各种显示参数等），而摄像头的识别则由相应的驱动程序完成。 硬件选型 系统硬件整体设计 本系统选择三星公司的 S3C2440 作为核心处理器，负责整个系统的运行，采用 USB摄像头实现数据采集，通过网络进行图像的实时传输，系统硬件整体结构如图 22 所示。 错误。 链接无效。 图 22 系统硬件整体结构图 贺州学院本科毕业论文 5 硬件模块选型 微处理器采用三星公司的 S3C2440， S3C2440 是一款内部集成了 ARM 公司 ARM920T内核的 16/32 位 RISC 嵌入式处理器，主要面向高性能、低功耗的应用。 带有内存管理单元（ MMU），采 用 微米工艺和 AMBA 新型总线结构。 为了处理图像数据， CPU 工作频率可达 400MHz。 有完善的网络功能。 硬件接口设计 SDRAM 和 FLASH 接口设计 (1) SDRAM:系统 外接了两片 64M bytes 的 SDRAM 芯片（型号为 HY57V561620FTP） ,一般称之为内存，并接在一起形成 32bit 的总线宽度，其物理启始地址为 0x30000000。 其接口电路如图 23所示。 图 23 SDRAM 接口图 (2)FLASH:系统采用 NAND Flash，型号为 K9F1G08，大 小为 128M。 NAND Flash 不具有地址线，它有专门的控制接口与 CPU 相连，数据总线为 8bit。 其接口电路如图24所示。 莫炳全 基于嵌 入式 Linux 的图像监控系统 6 图 24 NAND Flash 接口图 网络模块接口设计 系统采用 DM9000 网卡芯片，它可以自适应 10/100M 网络，使用内部包含耦合线圈的 RJ45 连接头，不必另接网络变压器，使用普通网线连接即可。 100M 网络接口如图25所示。 图 25 DM9000 的 100M 网络接口图 USB 模块接口设计 系统采用 USB Host 接口，使用 协 议 ，与普通 USB 接口一致。 USB Host 接口如图 26所示。 贺州学院本科毕业论文 7 图 26 USB Host 接口图 电源模块和 RS232 模块接口设计 (1)电源模块：本系统电源系统设计简单，直接使用外接 5V 电源，分别通过降压芯片 LM11173 、 MAX8860EUA18 产生整个系统所需的三种电压： 、。 (2) RS232 模块 :直接从 CPU 引出后，使用 RS232 进行电平转换，使用直连线与 PC机相互通信，用于下载调试程序使用。 本章小结 在本章中，首 先从 总体 上架构了整个监控系统的框架图，并针对 系统硬件 做出了整体设计 以及各个外围模块之间的联系，最后一一介绍了系统外围六个模块的接口电路设计。 3 嵌入式 LINUX 系统平台的搭建 交叉编译环境的建立和 Bootloader 的移植 交叉编译环境的建立 由于嵌入式系统不是通用的计算机系统，硬件资源受到很大的限制，因此运行于嵌入式系统裁剪和定制之前，需要在强大的宿主机上建立一个 交叉编译环境 ，用于目标机 [5]。 本系统采用的 交叉编译环境 为。 下载源代码并解压到根目 录下，运行 gedit /root/.bashrc，然后把编译器路径加入系统环境变量中。 Bootloader 的移植 BootLoader 就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。 通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。 由于 BootLoader 的实现莫炳全 基于嵌 入式 Linux 的图像监控系统 8 依赖于 CPU 的体系结构，因此 Bootloader 在 stage1 和 stage2 需要做的工作如下。 (1)stage1 通常包括以下步骤 (以执行 的先后顺序 )： ① 硬件设备初始化。 ② 为加载 Boot Loader 的 stage2 准备 RAM 空间。 ③ 拷贝 Boot Loader 的 stage2 到 RAM 空间中。 ④ 设置好堆栈。 ⑤ 跳转到 stage2 的 C 入口点。 (2)stage2通常包括以下步骤 (以执行的先后顺序 )： ① 初始化本阶段要使用到的硬件设备。 ② 检测系统内存映射 (memory map)。 ③ 将 kernel 映像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中。 ④ 为内核设置启动参数。 ⑤ 调用内核。 本系统采用 的 BIOS 是基于三星公司原来的 bootloder 修改而来的 Supervivi。 内核的移植 本系统采用 内核。 本系统的核心电路和 SMDK2440 基本一样，而 内核对 SMDK2440 的支持已经十分丰富，所以只需根据我们的目标平台做细微的差别调整即可。 以下是移植内核的步骤 (1)获取 linux 内核源代码，解压内核源代码。 (2)指定交叉编译变量：修改总目录下的 Makefile 原来为： export KBUILD_BUILDHOST := $(SUBARCH) ARCH ?= $( SUBARCH) CROSS_COMPILE ?= 修改为： export KBUILD_BUILDHOST := $(SUBARCH) ARCH ?= arm CROSS_COMPILE ?= armlinux 其中， ARCH 是指目标平台为 arm, CROSS_COMPILE 是指交叉编译器。 然后执行 : make s3c2410_defconfig make (3)克隆建立自己的目标平台： ①修改机器码：进入 贺州学院本科毕业论文 9 码修改为 1999。 ② 修 改 时 钟 源 频 率 ： 进 入 文件中的原 SMDK2440 目标版上的晶振从原来的 改为12MHz。 ③ 修改 Nand Flash 分区： gedit arch/arm/plats3c24xx/ static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = { [0] = { .name = supervivi, ；这里是 bootloder 所在分区 .size = 0x00040000, .offset = 0, }, [1] = { .name = param, ；这里是 supervivi 参数区 .size = 0x00040000, .offset = 0x00020xx0, }, [2] = { .name = Kernel, .offset = 0x00060000, ；内核所在分区，大小为 5M .size = 0x00500000, }, [3] = { .name = root, ；文件系统分区，本系统用来存放 yaffs2 文件系统内容 .offset = 0x00560000, .size = 1024*1024*1024, } [4] = { .name = nand, ；此区域代表整片 nand flash,做预留使用 .offset = 0x00000000, .size = 1024*1024*1024, 莫炳全 基于嵌 入式 Linux 的图像监控系统 10 } }。 ④从 SMDK2440 到 MINI2440:使用批处理命令修改 中的字样为mini2440。 ⑤编译测试：在根目录下执行： make mini2440_defconfig make zImage。 编译内核，最后生成 zImage。 (4)配置内核：针对配置内核做主要的作为介绍。 执行 make menuconfig General setup ；配置目标版体系 S3C2440 Machines MINI2440 development board Device Drivers ；配置 DM9000 网卡驱动 Network device support Ether(10 or 100Mbit) DM9000 Device Drivers ；配置 USB 摄像头 Multimedia devices Multimedia support Video capture adapters （ NEW） V4L USB devices (NEW) GSPCA based webcams。