西安电子科技大学国家大学生创新性实验计划中期检查报

1、西安电子科技大学国家大学生创新性实验计划中期检查报告 项目名称 基于ARM+DSP架构的无线红外监控系统 申请单位 机电工程学院 项目负责人 王震 指导教师 赵明英 起止年限 批准经费 12000元 检查日期 2010 年 3 月 （以下可根据需要另加页）：一、 研究工作主要进展和结果1.S3C2440A(ARM9)硬件的了解 前期从SAMSUNG的S3C2440A（ARM9）的硬件进行学习，包括启动代码的分析，GPIO基础实验，定时器中断实验，串口发送和接受数据实验等。为以后Linux驱动程序的学习和编写打下了基础。 2.PC机上Linux开发环境的搭建对硬件有所了解后，开始了PC机上Lin

2、ux的学习。Linux的操作方法和windows有所不同，所以需要对命令行下常用命令和gcc有所熟悉。要编译出能在ARM板上能运行的程序，需要安装arm-linux-gcc交叉编译器。为了以后调试方便，需要搭建网络文件系统，在PC的Linux 上开启NFS服务。在移植完Linux内核和文件系统后，编写了一些简单的驱动和应用程序。 3.Video For Linux驱动和应用程序 （1）首先说明一下 Video For Linux(V4L) V4L是一些视频系统，视频软件，音频软件的基础，经常使用在需要采集图像的场合，如视频监控，webcam,可视电话，是Linux 嵌入式开发中经常使用的系统接

3、口。它是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开发相应的驱动程序后，就可以通过 V4L提供的系统 API 来控制视频和音频设备，也就是说 V4L 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，而对于我们来说需要的就是使用这些系统的 API。(2)Linux系统中的文件操作 在Linux系统中的V4L相关系统调用的作用和使用方法包括open()，read()，close()，ioctl()，mmap()。系统中各种设备（当然包括视频设备）也都是用文件的形式来使用的。他们存在与 dev目录下，所以本质上说，在 Linux 中各种外设的使用（如果它们已经

4、正确的被驱动），与文件操作本质上是没有什么区别的。 （3）V4L中重要的结构体和相关函数 相关结构体和函数的定义我们就放到一个名为 v4l.h 的文件中，相关函数的编写就放在一个名为v4l.c 的文件中。相关结构体：#ifndef _V4L_H_ #define _V4L_H_ #include <sys/types.h> #include <linux/videodev.h>/使用v4l必须包含的头文件,可以在/usr/include/linux 下找到 struct _v4l_struct int fd;struct video_capability capabil

5、ity; struct video_picture picture; struct video_mmap mmap; struct video_mbuf mbuf; unsigned char *map; int frame_current; int frame_usingVIDEO_MAXFRAME; ; typedef struct _v4l_struct v4l_device; 相关函数及采集流程： a打开视频设备(通常是/dev/video0) int v4l_open(char *, v4l_device *); b获得设备信息。 int v4l_get_capability(v4l

6、_device *); int v4l_get_picture(v4l_device *); c根据需要更改设备的相关设置。 int v4l_set_picture(v4l_device*,int,int,int,int,int); d获得采集到的图像数据（在这里 v4l提供了两种方式，直接通过打开的设备读取数据，使用 mmap内存映射的方式获取数据）。 int v4l_get_mbuf(v4l_device *); int v4l_mmap_init(v4l_device *); int v4l_grab_init(v4l_device *, int, int); int v4l_grab_

7、frame(v4l_device *, int); int v4l_grab_sync(v4l_device *); e对采集到的数据进行操作（如显示到屏幕，图像处理，存储成图片文件）。 编写自己的处理函数 f关闭视频设备。 int v4l_close(v4l_device *); 4.图像的发送与接收(1).在linux下通过串口将图片文件发送出去 这里，首先用read函数将图片读入缓冲区buffer中，但我们 并不是读入整个图片，因为过大的数据是GPRS模块所不支持 的。这里，我们将数据分包发送，每包数据包括帧头，帧头数 据由两部分组成：一组特殊字符和本包有效数据大小size。特 殊字符用

8、于判断接收到的数据是否是图片文件中的数据，同时 告知上位机此时开始传输图片，size用上为机解析图片时写入 图片文件的字节数。 然后主要用write函数，将buffer中的数据发送给GPRS 模块，而我们所选择的GPRS模块能够将接受到的串口数据通 过网络自动传输到指定的服务器。所以，我们只须要编写好接 收软件，将传输过来的数据解析成图片文件。 (2).用VC+编写图片接受软件 a.主要使用MFC编写接受软件框架，包括串口选择框，波特率 设置框，显示框等常用框架。 b.串口响应函数是此软件的核心部分。我们选择使用windows API，编写这一部分。程序中使用了比较流行的一个类库 Serial

9、Port，该类中包含了串口初始化函数InitPort、串口 发送数据函数： WriteChar(CSerialPort* port)， WriteToPort(LPCTSTR string)， WriteToPort(LPCTSTR string,int n)， WriteToPort(char* string,int n)， WriteToPort(char* string) 最重要的是这个类中加入了多线程的处理，虽然现在我们并 没有用到多线程，但在后期的开发中肯定是会使用的。 同时，接受软件在接受到串口数据，并成功写入我们的图片文件后，还要负责告知发送端，发送下一帧数据，否则发送端一直处于

10、等待状态。这样能防止一帧数据还没写完，又接受到另一帧数据。2、 哪些研究内容作了必要调整和变动，说明原因主要变动： 前期计划采用红外摄像头采集图像，但由于价格昂贵，操作复杂， 不利于开发，我们舍弃了这个方案。后来，经过实验证明，普通USB摄 像头经过改装后也能达到不错的拍摄效果。 三、哪些研究内容未按计划完成，原因何在；是否能如期结题，如果不能，计划何时结题 在指导老师和学长的帮助下，项目均按计划完成，能如期结题。四、经费使用情况和下阶段经费安排计划5、 存在问题、建议及需要说明的情况GPRS传输速度较低，一般平均速率在20-30Kb，如果传输大量数据，需 要较长时间，影响了系统的时事性。如果后期时间允许，可以改用3G 网络传输。 项目负责人签字：王震 年 月 日 指导教师审查意见：本项目组进展良好，任务已完成60%，已实现ARM系统搭建，文件系统建立，数字图像采集，基于TCP/IP协议得图像数据GPRS传输基本实现。上位机图像接收及显