嵌入式Linux平臺(tái)的圖像采集與傳輸設(shè)計(jì)

O概述

隨著嵌入式技術(shù)的迅猛發(fā)展和Linux在信息行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，視頻采集與傳輸系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、可視電話會(huì)議和工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域的一項(xiàng)核心技術(shù)，近年來已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展。本文在基于嵌入式Linux系統(tǒng)平臺(tái)上，采用USB攝像頭捕捉視頻信號(hào)，利用V4L內(nèi)核應(yīng)用編程接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了視頻連續(xù)幀圖像的采集，并保存成文件的形式利用無線傳輸方式傳輸給接收端。這里著重討論視頻采集發(fā)送端的實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)組成

1．1 統(tǒng)的硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端2部分，兩部分均采用Samsung公司生產(chǎn)的S3C2410處理器做硬件開發(fā)平臺(tái)。S3C2410在片上集成了豐富的組件：分開的16 KB指令Cache和16 KB數(shù)據(jù)Cache、用于虛擬存儲(chǔ)器管理的MMU、支持STN和TFT的LCD控制器、NAND Flash啟動(dòng)裝載器、具有片選邏輯和SDRAM控制器的系統(tǒng)管理器、3通道UART、4通道DMA、4通道PWM定時(shí)器、I／O口、RTC、8通道10位ADC和觸摸屏接口、I2C總線接口、I2S總線接口、USB主設(shè)備、USB從設(shè)備、SD卡和MMC卡接口、2通道的SPI以及PLL時(shí)鐘發(fā)生器，還采用了AMBA(advanced micrcocontroller bus architecture)新型總線結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用S3C2410處理器平臺(tái)搭建的發(fā)送端硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括S3C2410處理器、RS232接口、JTAG接口、RJ-45接口、SDRMA、Flash、電源、通過USB口連接的視頻采集模塊和通過USB接口連接的視頻發(fā)射模塊。RS232串口用于人機(jī)交互及低速數(shù)據(jù)的收發(fā)，應(yīng)用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX-323進(jìn)行串口電平和TTL／CMOS電平的轉(zhuǎn)換。JTAG接口用于下載Bootloader。RJ-45接口用于和以太網(wǎng)連接，下載操作系統(tǒng)Linux內(nèi)核、根文件系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。SDRMA用于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、Flash用于系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器。

應(yīng)用S3C2410處理器平臺(tái)搭建的接收端硬件電路如圖2所示：與發(fā)送終端相比，多了SD卡和LCD顯示器。SD卡主要用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，LCD顯示器主要用來顯示視頻圖像。

1．2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件構(gòu)成分為引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序4部分，如圖3所示。引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)程序在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行內(nèi)存重映射，將保存在Flash中的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序重新映射到SDRAM中。Linux的內(nèi)核版本為L(zhǎng)inIix2．6。文件系統(tǒng)是Yaffs，它包括模塊、配置文件和庫等。系統(tǒng)的應(yīng)用程序建立在嵌入式Linux內(nèi)核、攝像頭驅(qū)動(dòng)和文件系統(tǒng)之上。