嵌入式Linux系统开发与应用 教学课件 ppt 作者 康维新 第7章 嵌入式Linux综合设计项目实例
44页1、第7章 嵌入式Linux综合设计项目实例,7.1 网络视频监控系统 7.2车载信息娱乐系统 7.3 基于嵌入式平台的电梯监控系统 7.4无线点菜系统 7.5 基于嵌入式与Web Service的智能家居系统,7.1 网络视频监控系统,1、系统设计概要 本网络视频监控系统是基于客户机/服务器结构的,ARM2410嵌入式开发板作为服务器端,PC机作为客户端。客户端和服务器之间通过Socket通信。 2410开发板端连接USB摄像头作为监控端,放在需要监控的地方; PC机可以是在任何地方,通过网络实时查看监控端传过来的画面。 网络视频监控系统要具备如下功能: 时时监控功能:时时监控摄像头所监视的范围; 数据流采集功能:时时采集监控数据流; 照片抓取功能:比如每隔x秒抓取一张照片。 为了观测到流畅的视频图像,需要对采集来的视频图像数据进行JPEG压缩,以减少网络传输的负担。,7.1 网络视频监控系统,按以上功能分析确定整个系统由 视频图像采集模块、 视频图像压缩模块、 数据发送模块、 数据接收模块、 视频图像显示模块构成, 其中前三个模块在服务器端,后两个模块运行在客户端。,7.1 网络视频监
2、控系统,网络视频监控系统的功能模块逻辑图,7.1 网络视频监控系统,目前市面上最常见、应用最广的USB摄像头有两大系列,采用ov511芯片的摄像头和采用中星微公司生产的zc301芯片的摄像头。Linux本身自带了采用ov511芯片的摄像头的驱动程序。zc301的摄像头的驱动可以从网上下载针对Embeded环境的专门的patch,比如gspcav1-20071224.tar.gz等。 ov511采集到的数据是rgb的位流,而zc301采集到的数据是jpeg编码的位流。尽管采集到的数据有所差异,但它们采集的方式都是相同的。目前的USB摄像头视频图像采集(监控)系统,无论是采用ov511芯片的摄像头,还是采用zc301芯片的摄像头,其图像采集都是基于Video4Linux编程接口实现的。 Video4Linux为目前市场常见的电视捕获卡、并口和USB口的摄像头提供统一的编程接口,同时也提供无线电通信和文字电视广播解码和垂直消隐的数据接口。本文主要针对USB摄像头设备文件/dev/video0,进行视频图像采集方面的程序设计。,7.1 网络视频监控系统,系统软硬件开发环境: 硬件环境,北京博创
3、科技ARM2410-s及ARM2410经典嵌入式开发平台,ov511或zc301芯片的USB摄像头;宿主机为Windows XP,及VMWare6.0下安装的红帽子Linux 9或RHEL4。 软件环境,Video4linux标准视频处理接口、JPEG压缩库、Socket通信机制、多线程程序设计、C语言开发编译环境、armv4l-unknown-linux-gcc编译器。,7.1 网络视频监控系统,各模块功能流程: 视频图像采集模块:加载USB摄像头驱动,根据Video4linux标准接口编程,将采集的图像存入图像缓冲区; 视频图像压缩模块:将图像进行JPEG压缩,保存为JPEG文件,等待发送; Socket数据发送模块:将JPEG文件发送至远程监控客户端; Socket数据接收模块:发起连接请求,从服务器端接收JPEG图像文件数据; 视频图像显示模块:显示接收到的视频图像。 Video4linux视频编程流程:打开视频设备-读取设备信息-改设备当前设置-进行视频采集(两种方法:内存映射,直接从设备读取)-对采集的视频进行处理-关闭视频设备。 视频图像采集结构体:根据Video4lin
4、ux标准视频接口进行编程时所采用的结构体,包括视频采集部分的5 个关键结构体video_capability、video_picture、video_mbuf、video_mmap、video_channel。限于篇幅,具体视频程序接口设计祥见随书光碟的“远程视频监控程序设计试验指导书”等文档。,7.1 网络视频监控系统,2、系统实现流程 嵌入式开发环境搭建-摄像头采集驱动移植-视频监控模块(完成摄像头采集应用程序接口V4L接口函数编写)-JPEG库环境建立与移植-移植流媒体服务器-配置客户端监控程序。 建立嵌入式开发环境式开发流程的第一步: 建立开发环境(安装Linux)- 安装工具链(安装GCC交叉编译环境,配置环境变量PATH)- 配置宿主机网络环境和NFS服务- 建立与开发板串口连接。,7.1 网络视频监控系统,视频监控系统的核心模块式视频的采集 使用Vdeo4Linux标准接口实现的视频采集流程图,7.2车载信息娱乐系统,娱乐与通讯方面的新技术结合,使得车载信息实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通讯、基于在线的娱乐功能
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