嵌入式和碼分多址實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)
4.1 控制終端程序設計
控制終端軟件的核心是嵌入式Linux操作系統(tǒng),一切功能的實現(xiàn)都基于 Linux操作系統(tǒng)完成,Linux本身作為一個桌面系統(tǒng),進入嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域時,需要解決的問題主要包括硬件支持、提供二次開發(fā)的環(huán)境以及小型化(裁減內(nèi)核)等,小型化的目的是在滿足操作系統(tǒng)基本功能和用戶特定需要的情況下,使內(nèi)核盡可能小,作為一個操作系統(tǒng),Linux內(nèi)核主要負責程序的管理與調(diào)度、內(nèi)存的管理及對外設的驅(qū)動和管理等,由于Linux內(nèi)核采用模塊化的設計,很多模塊可以獨立地加載或卸載,所以小型化就是對Linux內(nèi)核重新編譯,在編譯時仔細地選擇嵌入式設備所需要的功能模塊,同時刪除不需要的功能,這里只需要串口驅(qū)動、USB攝像頭接口驅(qū)動(包含USB Host,USB Core和USB Device)還有撥號網(wǎng)絡應用,還要支持PPP、TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議,其他都可以刪除掉,使系統(tǒng)運行所需要的內(nèi)核顯著減小至1Mb以內(nèi)。
具體程序設計包括Bootloader啟動代碼、設備驅(qū)動程序(USB攝像頭接口驅(qū)動程序、串口驅(qū)動程序)、撥號、PPP及TCP/IP協(xié)議處理,監(jiān)控接收轉(zhuǎn)發(fā)控制程序等??刂屏鞒倘鐖D3所示。
a)系統(tǒng)加電后復位。
b)Bootloader初始化CPU、SDRAM、分配地址空間等。
c) Bootloader把Linux內(nèi)核的壓縮文件解壓到SDRAM中,同時把控制權(quán)從Bootloader移交到Linux。Linux的內(nèi)核有兩種運行方式可供選擇??梢栽贔lash存儲器上直接運行,也可以加載到內(nèi)存中運行。Flash存儲器運行方式就是把內(nèi)核的可執(zhí)行映像燒寫到Flash存儲器上,系統(tǒng)啟動時從Flash存儲器的某個地址開始運行內(nèi)核,進入SDRAM繼續(xù)運行,這種做法能減少內(nèi)存需要,實際上很多嵌入式系統(tǒng)都采用這種方法,內(nèi)存加載方式把內(nèi)核的壓縮文件存放在Flash存儲器上,系統(tǒng)啟動時自動讀取壓縮文件并在內(nèi)存中解壓,然后開始執(zhí)行,這種方式相對較復雜,但運行速度更快,我們采用的就是這種方式。
d)開始執(zhí)行SDRAM中的代碼,Linux內(nèi)核初始化,完成堆棧,中斷的分配等。
e)加載串口驅(qū)動模塊和USB攝像頭驅(qū)動模塊,完成串口和USB口的初始化。
f)運行PPP撥號程序,通過CDMA網(wǎng)絡與Internet進行連接,在Linux下的PPP包是專門為解決Modem撥號上網(wǎng)問題而編寫的,并且是公開源代碼的,PPP撥號腳本程序主要是通過調(diào)用pppd和chat這兩個應用程序,并通過AT指令實現(xiàn)對Modem的操作。
至此,已經(jīng)建立了從圖像采集到圖像傳輸?shù)耐暾那度胧?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/監(jiān)控系統(tǒng)">監(jiān)控系統(tǒng),但是,作為一個嵌入式操作系統(tǒng),他是為某一專門的用途而設計的。運行不同的用戶應用程序,就可以實現(xiàn)用戶要求的不同功能,生動地體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的靈活性。
我們運行的用戶程序是一個無限循環(huán)的過程,控制終端在不斷等待拍照請求,通過比較識別認為有請求后,CPU通過USB攝像頭驅(qū)動控制攝像頭拍照,同時接收圖片并發(fā)送控制中心,或通過SMTP協(xié)議,發(fā)送到指定的Email地址,完成一次請求。
4.2 控制中心服務器程序設計
服務器端軟件實現(xiàn)的主要功能是接收、保存和重顯由嵌入式終端發(fā)送過來的監(jiān)控圖片,控制中心主機通過撥號、帶寬上網(wǎng)等方式登錄到Internet上,注意必須申請一個靜態(tài)IP地址,使主機每次登錄到Internet所獲得的IP地址(互聯(lián)網(wǎng)IP地址)不變,主機登錄Internet后,即可運行服務器端軟件,服務器端程序設計主要包括網(wǎng)絡通信、接收圖片、保存圖片、即時重顯圖片和察看圖片,用戶通過此軟件可以方便地瀏覽由控制終端發(fā)來的圖片。
另一種方案是不設置控制中心服務器,控制終端抓怕到的圖片直接發(fā)送到指定的Email地址,這種方案容易管理,只需定期查收Email,清除Email存儲空間即可,運行成本很低,但可靠性差。
5 結(jié)束語
利用無線網(wǎng)絡與IT技術(shù)對傳統(tǒng)監(jiān)控領(lǐng)域進行革新,是市場的需要,在這個過程中,嵌入式系統(tǒng)因其體積小、處理能力強、支持網(wǎng)絡服務等功能,無疑扮演了重要角色。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
評論