基于ARM9无线监控系统的设计 太阳能无线监控器价格

　　摘要：进入二十一世纪以来，随着数字信息技术和网络技术高速发展，嵌入式系统已经深入到工作和生活的方方面面，嵌入式应用拉近了人与计算机的距离，形成一个人机和谐的工作与生活环境，并将发挥更大的作用,无线局域网的应用将会成为未来无线网络的技术主流。该文主要研究内容有嵌入式系统的设计，嵌入式操作系统的研究和移植，视频图像的采集和处理，无线传输技术及无线网络配置的方法。
　　关键词：ARM9；Wi-Fi；远程视频
　　中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)18-4545-04
　　The Design of Wireless Monitoring System Based on ARM9
　　YANG Zhuo, LIU Zi-ming
　　(Changzhou Textile Garment Institute, Changzhou 213164, China)
　　Abstract: Since the 21th century, with the rapid development of digital information technology and network technology, embedded sys? tem has gone into work and all aspects of life. The Embedded system shorten the distance of people and computers and formed a harmoni? ous living and working environment. It will become more and more important. Application of wireless local network will become the fu? ture mainstream of wireless network. This paper introduces the method of embedded system design, embedded operating system research and transplantation, video image acquisition and processing, wireless transmission technology and wireless network configuration.
　　Key words: ARM9; Wi-Fi; remote video
　　在嵌入式系统开发中，根据用户的应用需求，首先应选择相应的嵌入式处理器及外围接口电路来搭建硬件平台，然后选择合适的嵌入式操作系统，在此基础上进行相应的设备驱动程序和用户应用程序开发，最后是整个系统的调试运行。系统开发流程如图1所示。
　　本监控系统平台采用三星公司ARM9嵌入式处理器，以USB接口的CMOS摄像头实现图像采集，另以同样为USB接口的无线网卡实现图像的无线传输。
　　如图2所示，系统以ARM处理器为核心，通过外部扩展64M存储器(Flash/SDRAM)、CMOS摄像头、Wi-Fi网卡等模块，实现无线
　　图3嵌入式Wi-Fi监控平台软件结构图3.1 Linux系统移植
　　嵌入式开发不同于普通PC机上的开发，需要交叉编译所开发的软件。在XP系统中安装VMware虚拟机，然后安装ubuntu10.10操作系统，XP系统、ubuntu系统与开发板，仿真器等构成了交叉开发的基础平台，如图4所示。图4主机/目标机开发模式示意图3.2驱动层软件设计
　　设备驱动程序是介于硬件和Linux内核之间的软件接口，是一种低级的、专用于某一硬件的软件组件。在Linux下编写驱动程序的原理和思路完全类似于其他的Unix系统，但它与DOS或Windows环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数较少，只能依赖kernel中的函数，有些操作还需要自行编写。
　　Linux中有两种方式使用设备驱动程序：一、直接编译到内核中；二、在运行时加载（也就是编译为内核模块）。
　　直接将硬件驱动程序写入内核的优点在于用户可随时对它进行调用而无须安装，但是这样大大增加了内核占用的空间。将硬件驱动程序编写成一种可加载的内核模块，然后在系统运行时通过insmod指令对模块进行加载，这种方法虽然会因为寻找驱动模块而增加系统资源的占用和运行时间，但这与庞大的内核所消耗的资源相比就显得微不足道了，而且将硬件驱动程序视为可加载的内核模块进行开发和配置，用户就可将硬件驱动程序作为一种独立的系统来进行升级，而不用对整个内核进行改动，便于对模块的调试。
　　3.3应用层软件设计
　　本系统采用Linux下USB摄像头对视频进行采集，再通过编码无线传输，在接收平台应用接收程序和播放程序达到实时视频监控，其具体过程如图5所示。
　　图5视频监控流程
　　由于视频采集端是嵌入式移动平台，而视频播放端是以Windows为平台的上位机系统。在视频监控应用软件的设计上要用到两个不同平台下的视频软件开发包。V4L2(Video for Linux2)是linux内核提供给用户空间的编程接口，各种的视频和音频设备在开发相应的驱动程序后，就可以通过V4L2提供的系统API来控制视频和音频设备，由此可见V4L2分为两层，底层为音视频设备在内核中的驱动，上层为系统提供的API，而对于开发人员来说需要的就是使用这些系统的API。由于接收到是MJPEG流码的数据，在Windows平台的上位机程序中，可以将每一帧数据直接显示。每一帧数据即为1张图片。 4.1测试环境的建立
　　通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译调试的方式。交叉编译调试环境建立在宿主机(即装有LINUX的PC机，本设计使用ubuntu10.10系统)上；对应的开发板叫做目标板，它运行交叉编译后的目标程序；最后还需要一台PC机(Windows XP主机)通过超级终端对目标板进行配置与控制，并装有DNW软件下载系统镜像。
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