基于ARM平台与嵌入式Linux的图像采集应用.doc

学号 《》 课程设计报告 基于平台与嵌入式Linux 的图像采集应用 网络技术 班级： 13(1)班 姓名： 李红 指导教师： 张文哲 成绩： 计算机学院 2015年5月7日 目录 摘要 3 1 绪论 3 1．1课题研究背景 3 1．1．1课题研究意义 3 1．2国内外研究现状 4 2嵌入式系统理论基础 4 2．1嵌入式系统简介 4 2．1．1嵌入式系统的组成与特点 4 2．1．2嵌入式系统的应用与发展趋势 4 2．2嵌入式处理器 4 2．2．1嵌入式处理器发展简史 4 2．2．2嵌入式处理器分类 5 2．3嵌入式操作系统 5 2．3．1嵌入式操作系统分类 5 2．3．2嵌入式Linux操作系统 5 3系统综述 6 3．1系统构成及基本原理 6 3．2嵌入式处理器的选择 6 3．2．1嵌入式处理器选择原则 6 3．2．2 s3C2410X处理器介绍 6 3．3 USB摄像头的选择 7 4嵌入式操作系统的实现 7 4．1嵌入式系统开发环境的建立 7 4．1．1主机开发环境的建立 7 4．1．2交叉编译环境的建立 7 4．2嵌入式linux操作系统移植 8 4．2. 1 Linux内核版本及结构 8 4．2．2 Linux 2．4．18内核版本的移植 8 4．3根文件系统制作 9 4．3．1文件系统介绍 9 4．3．2构建嵌入式Linux文件系统 9 4．4．2 USB摄像头驱动程序的移植 10 4．5图像采集程序设计 10 5图形用户界面的实现 12 5．1 MiniGLⅡ的特点 12 5.2运行例子程序 12 5．3 MiniGLⅡ程序开发 13 5．3．1 MiniGUI体系结构 13 5．4应用程序的编写 13 6网络传输功能的实现 14 6．1 socket简介 14 6．2网络传输功能的实现 14 6．2．1 socket通信过程 14 6．2．2 socket通信的实现 15 6．2．3运行结果 15 7总结与展望 16 参考文献 16 前言 随着多媒体技术和网络技术的发展，嵌入式图像采集系统的研究与实现越来越受到人们的重视。传统的图像采集系统一般采用基于Pc机平台和视频采集卡的形式，该方案系统体积大、成本高，在远距离、多点系统中实现困难。在这种背景下，设计一种轻便小巧的采集系统来采集、存储并显示所需的图像成为市场所需。 本论文研究设计了一种基于嵌入式的图像采集与传输系统，具有体积小、成本低、稳定性高等优点。该系统硬件平台采用基于ARM920T核的$3C2410X处理器，软件采用嵌入式Linux操作系统，利用USB摄像头采集图像并在目标板的LCD上进行显示，通过网络还可将采集到的图像传输到PC机上显示。该方案大大降低了系统的复杂性，同时提高了系统的稳定性和图像质量，可以扩展应用在远程监控系统等诸多领域，具有广阔的市场和应用前景。 本论文首先介绍了课题研究的时代背景、实践意义和研究现状，并对嵌入式系统开发的基础理论知识作了介绍，在此基础上给出了嵌入式图像采集与传输系统的总体结构设计；接着详细分析了嵌入式Linux操作系统的开发技术，包括嵌入式发环境的建立、Bootloader移植、Linux内核移植和根文件系统的制作，并介绍了嵌入式Linux下的设备驱动程序，实现了USB摄像头驱动的移植，完成了利用摄像头采集图像的功能；然后完成了MiniGUI图形用户界面的移植和图像在LCD上的显示；最后实现了基于socket的网络通信，完成了视频采集和传输系统的整体功能，并给出了最终的实验结果。 1 绪论 1．1课题研究背景 图象、画面所包含的信息量巨大，是人类获取和交换信息的主要来源；而且视频信息具有直观性、可靠性等一系列的优点，因而视频采集与处理历来就是重要的研究内容。图像信息的采集和传输经过几十年的发展，已广泛应用于各行各业。人类步入网络时代以来，特别是随着通信和计算机技术的发展，以“信息采集、处理、监控”为核心的视频监控系统越来越广泛地应用于电视会议、可视电话、远程监控、智能交通、智能小区等远程图像传输系统中。为了实现这些应用，实时获得视频数据是一个重要环节。传统视频采集系统一般采用基于个人计算机和视频采集卡的形式，该方案存在图像品质不高、抗干扰能力差、系统体积大、成本高、不便于携带等缺点，在远距离、多点系统中实现困难。对于高端领域，大多采用基于DSP结合FPGA或CPLD的方式，这种方式并不能轻易满足高比特、高清晰的要求，高比特DSP开发过程耗时冗长，需要投入大量的人力和资金。 1．1．1课题研究意义 基于嵌入式设备的图像采集系统的优点表现在：由于这种系统的硬件是一个同处理器和软件捆绑较为紧密、功能专一、设计专门的设备，不像插卡系统那样受通用计算机系统中其他软件硬件的