基于S3C2440_Linux的视频传输系统设计

1、计算机光盘软件与应用 2012年第1期 Computer CD Software and Applications 软件设计开发基于S3C2440-Linux的视频传输系统设计郝东东，纪 珂（杭州电子科技大学材料物理研究所，杭州 310018）摘 要：该文提出了在s3c2440上移植linux操作系统从而实现对视频采集、传输和显示。利用V4L2实现对中星微ZC301摄像头的拍照图片采集，通过linux下Socket编程实现对采集到JPG格式图片的保存和发送，接收端是基于QT写的服务端以实现窗口接收视频并显示的过程。关键词：ARM；Linux；QT编程；Socket；多进程 关键词：中图分类号：

2、TP316.81 文献标识码：中图分类号：文献标识码：A 码： 文章编号：1007-9599（2012）01-0141-02 文章编号：Design of Video Transmission System Based on S3C2440-LinuxHao Dongdong,Ji Ke(Institute of Materials Physics,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou 310018,China)Abstract:The text presented in s3c2440 transplantation on Linux operating s

3、ystems to enable video capture,transmission anddisplay. Vimicro ZC301 webcam using V4L2 camera picture collection,through Socket programming under Linux to collection tosave the picture in JPG format and sent,the receiving end is written in QT-based server to enable Windows to receive video andshow

4、the process.Keywords:ARM;Linux;QT programming;Socket;Multiple processes在电子信息发展的今天，嵌入式系统已经经过30年的发展历项目在Linux环境下实现，所以在ARM9开发板上需要移植程。随着新技术、新工艺的发展以及它们与信息家电、工业控制Linux操作系统，本设计中采用2.6内核，稳定可靠。视频采集技术紧密结合，越来越多的智能化电子产品采用嵌入式设计，嵌用V4L2协议，对视频拍照、保存、格式处理。传输部分是基于入式设备全能化代表了未来的发展方向。TCP的Socket通信。接收部分更是采用Qt界面设计，清晰稳定。Linux系

5、统作为嵌入式操作系统的优势体现在以下几个方面：（二）ARM-Linux环境搭建低成本、适应不同硬件平台、可定制内核、有很好的网络支持。作本系统中用到的内核版本为linux-2.6.30.9。下载好内核为开源的操作系统，在嵌入式发展的今天无疑具有非常重要的意后，修改内核中Makefile文件，使之适应S3C2440需要。然后在义，可以裁减适合我们自己项目的内核以便更好完成不同功能。 终端环境下重新配置内核，本系统中配置内核采用makeS3C2440是三星公司推出的16/32位RISC处理器，采用menuconfig。配置好内核后重新编译内核即可。ARM920T内核，具有低功耗、速度高、融合了MM

6、U、AMBA、BUS、（三）视频采集模块和Harvard结构的特点。设计采用基于S3C2440下的Linux操作本部分的实现主要用到一个协议，叫作video for linux 简称系统并充分运用网络传输的方式来完成视频的采集和接收，具有V4L，现在发展到V4L2，是linux影像系统与嵌入式影像的基础，很完善的监控功能，并且可以支持多个平台间的相互移植，可适是linux Kernel 里支持影像设备的一组API,它方便的为驱动层和用性非常强，在安防领域也会发挥很好的作用。 用户层提供接口函数，以便我们可以调用就可以操作相应的硬件。一、系统硬件实现原理 Linux系统中，视频设备被当做一个设备

7、文件来看待，设备文（一）系统硬件选择 件存放在/dev 目录下，我这个视频设备查询获得为：/dev/video0首先需要工作PC机一台以便于可以进行嵌入式软件调试和（ARM板下为 /dev/video1）。操作这个设备其实和写字符驱动函数后期移植系统用，其次需要中星微ZC301的USB摄像头一个，该很相似，但不一样，因为采集视频过程要遵循这个协议，摄像头在Linux环境下已加载驱动支持。ARM9开发板一个（该系采集视频流程大致为：打开视频设备，设置视频设备属性以统采用FL S3C2440开发板）。 及采集方式、视频数据处理，关闭视频设备。具体操作如下：系统硬件环境搭建包括以下几部分：1.视频采

8、集端的搭建，Int video_Fd;送接收视频。3.终端（PC）上显示视频的搭建，为了准确流畅显VIDIOC_ENUM_FMT:获取当前的视频设备支持的视频格式。 示视频，需要搭建QT平台和配置主机。硬件各部分组成如图1VIDIOC_QUERYCAP:查询视频设备功能。VIDIOC_S_FMT:设置视频数据的格式。VIDIOC_REQBUFS:请求V4L2分配视频缓冲区。 VIDIOC_QUERYBUF:：查询已经分配的V4L2的视频缓冲区的相关信息，包括视频缓冲区的使用状态、在内核空间的偏移地址、缓冲区长度等等。在应用层调用VIDIOC_QUERYBUF来获取内核空间视频缓冲区信息，然后调

9、用mmap函数把内核空间地址映射到用户空间。这样在用户空间就可以直接访问到内核层函数。 VIDIOC_QBUF:投放一个空的视频缓冲区到视频缓冲区输入队 141计算机光盘软件与应用软件设计开发 Computer CD Software and Applications 2012年第1期存有一帧数据的视频缓冲区。VIDIOC_STREAMOFF:停止采集视频，执行该命令以后，视频设备驱动程序便不会再采集视频。（四）视频传输模块Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序。要学Internet上的TCP/IP网

10、络编程，必须理解Socket接口。简单来说就是，socket是在tcp/ip协议和用户层之间又封装了一系列函数。首先建立一个socket套接字，用于客户端的socket。用一个整型变量socketfd来保存返回的socket创建成功标识符。然后connect函数请求连接一个服务端，服务端一旦相应后，便开始往这个socketfd中write JPG图片信息。要注意这个客户端和实现聊天的客户端有很大的不同，聊天中只是简单的readwrite函数对socketfd进行操作便可以实现一系列的接受发送，也就是聊天，这里是要发送视频采集到的缓冲区的数据，开始之前一旦要先检测下视频缓冲区中是否有数据，发送过

11、程中，要确定每秒发送多少帧图片，刚开始可以尝试每次发送十张，以后再慢慢增加。可以用它们来开发TCP/IP网络上的应用程序，实现框图如下图2。图3 QT编写的接收界面三、结束语本文设计了一种利用S3C2440-Linux环境下采集、发送、显示实现视频监控的系统，利用TCP/IP通信技术，保证了视频的完整传输。在实际操控中，实现了视频的流畅显示。本方案为安防提出了一套简洁稳定，可移植性强的实现方法，相信在以后会得到更广阔的应用和发展。参考文献：1马宏伟,张军平.基于32位嵌入式系统实时图像采集模块J.电子技术应用,2003,24（04）:59-612周立功.ARM嵌入式系统基础教程M.北京:北京航空航天大学出版社,2005:423-4553蔡志明,李立夏.精通QT编程M.北京:电子工业出版社,2008:370-3784孙琼.嵌入式Linux应用程序开发详解M.人民邮电出版社,20065L. R. Rabiner and B. Gold.Theory and Application of Digital Signal Pr