基于S3C2440的嵌入式视频监控实现

2012-06-21魏光杏

长春大学学报 2012年10期

魏光杏，李华

(滁州职业技术学院，安徽滁州 239000)

0 引言

随着电子与计算机技术的发展，视频监控这一传统的安全防范手段，在工业控制和商业管理领域有着广泛地应用，为这些行业的安全防范和环境监控起到了重要作用。数字图像监控系统主要是基于嵌入式图像监控。视频监控具有直观、方便、信息内容丰富等优点，向用户提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。视频监控为社会生产的顺利进行和人民生活的安全提供了保障，它已经成为我们生产上中必不可少的重要组成部分。本文给出了一个基于ARM和Linux系统实现方案，采用ARM和软件压缩相结合实现视频图像采集，此系统具有低成本、高性能、可扩展等优点，有着广泛的应用前景。

1 系统设计方案及硬件平台

1.1 系统设计方案

本系统基于TX2440A开发板和嵌入式操作系统制作。TX2440A是一款低价实用的ARM9开发板，是目前国内性价比最高的一款学习版。它采用Samsung S3C2440为微处理器，并采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证让那个系统运行时的稳定性。本系统功能框架图如图1所示。

图1 ?系统功能框架图

1.2 TX2440A开发板简介

TX2440A有众多先进特性:可以支持万能驱动的开发板，支持USB烧写更新Linux和windowsCE的开发板，并且支持Nand Flash备份到PC，还可以使用CMOS摄像头预览并拍照的开发板等。

1.2.1 TX2440A开发板硬件资源特性

CPU处理器:Samsung S3C2440A，主频400MHz，最高533MHz;

SDR内存:在板64M SDRAM;

接口资源:1个100M以太网RJ-45接口，3个串口行，4个USB Host，1个SD卡存储接口，1个2.0mm间距20pin摄像头接口;

系统时钟源:12M无源晶振。

1.2.2 -TX2440A开发板系统软件支持

支持嵌入式linux操作系统，支持万能USB摄像头驱动(Linux系统自带的gspca驱动程序)，支持客户端访问，可以在PC机上使用web浏览器或其他的客户端程序。

2 软件平台设计

2.1 Linux 系统内核编译

在Red Hat Linux官方网站下载适合S3C2440处理器的Linux内核源代码压缩文件s3c2440_kernel2.6.13.tar.bz2到/tmp/目录下，对该文件进行解压缩，然后进入该文件目录，进行编译内核，具体过程如下:

#tar-jxvf s3e2440_kemel2.6.13.tar.bz2#cd s3c2440_kernel2.6.13_rel

#makedistclean

#makemenuconfig

此时弹出系统菜单配置界面。

在弹出的系统菜单配置界面中选择“Load on Alternate Configuration File”菜单载入配置文件，然后在输入框中写入“arch/arm/def-configs/smdk2440”，选择“OK”按钮，这样就载入了目标板所需的常用配置选项。打开菜单各个页，查看配置文件的默认选项。该内核针对本系统设计的要求需要配置的内核选项，主要包括CPU、LCD、USB、V4L、USB摄像头、网卡、SD卡、键盘、串口、文件系统等，其他暂时不需要的选项即可裁减以减小内核镜像的体积。

2.2 安装USB与CMOS摄像头驱动

2.2.1 安装USB驱动

在Red Hat Linux官方网站上下载usb.rar软件包，将其拷贝到/linux-2.6.31/kernel/drivers/usb/目录中，并进行解压，操作过程如下:

#cd/linux-2.6.31/kernel/drivers/usb/

#tar-zxvf usb.rar

修改目录/drivers/usb/的Makefile文件，在obj-$(CONFIG_USB_W9968CF)+=media/语句后添加一行obj-$(CONFIG_USB_SPCA5XX)+=media/

修改目录/drivers/usb/media/的Kconfig文件，在该文件最后添加config USB_SPCA5XX/

语句。保存并退出后，对USB驱动进行编译，编译无误后即USB驱动就安装完成。

2.2.2 安装CMOS摄像头驱动

在TX2440A开发板光盘中找到CMOS摄像头驱动源码的5个文件:S3c2440_ov9650.c、S3c2440_camif.c、S3c2440_camif.h、sccb.c与sccb.h。将这5个文件复制到/drivers/media/video目录下，修改/drivers/media/目录下Kconfig文件，在101行加入:

Config S3C2440_CAMERA

Tristate“OV9650 on the S3C2440 driver”

Depends on VIDEO_DEV＆＆ARCH_S3C2440

Defaulty if(VIDEO_DEV＆＆ARCH_S3C2410)

修改/drivers/media/video目录下Makefile文件，在第15行加入:

s3c2440_camera-objs:=s3c2440_ov9650.o s3c2440_camif.o sccb.o

在第165行加入:

obj-$(CONFIG_S3C2440_CAMERA) +=s3c2440_camera.o

保存后，使用make menuconfig命令进入菜单模式，进行选择系统模块与驱动。在调入已保存的内核配置文件选项中，将.config改为arch/arm/configs/s3c2410_defconfig，在选择多媒体驱动选项中，选择OV9650on the S3C2440 driber(NEW)，在GSPCA based webcams选择窗口中，选中所有选项，如图2所示。

图2 GSPCA based webcams选择窗口

添加完成后，保存退出菜单，对所选内核进行编译与加载，如图3所示。

图3 驱动加载成功

2.3 zImage镜像编译

在Linux终端中输入make zImage命令，进行zImage镜像编译，当终端中出现“zImage is ready”信息时，表示zImage镜像编译成功，如图4所示。这就是我们生成最新的内核，将此内核通过终端下载到研发板中。

图4 zImage镜像编译成功

2.4 配置servfox与spcaview服务器

通过网络访问来进行视频监控，需要配置servfox和spcaview服务器。

2.4.1 配置servfox服务器

将视频服务器软件servfox.tar.gz拷贝到/linux-2.6.31这个内核的目录中。

2.4.2 配置spcaview服务器

3 系统测试结果

3.1 系统镜像文件移植

系统镜像文件移植是利用TX2440A开发板上ARM公司提供的DNW进行的。先对DNW进行USB驱动加载，并设置波特率、串口、地址位数等参数(保持默认值)。重启TX2440A开发板后，在主界面上选择“［2］下载Linux内核镜像”，再选择DNW终端任务栏上“USB Port”下拉菜单中的“Transmit”选项，浏览到zImage这个文件，单击打开，弹出移植对话进程窗口，如图5所示。

图5 烧写zImage文件

3.2 测试

在客户机XP系统下安装java插件jre-6u10-windows-i586-p-s.exe，插件安装完成后，打开IE浏览器，在地址栏中输入http://192.168.1.10/index-sample.html，就可以访问视频监控网页，监控效果如图6所示，图像分辨率为640×480。

4 结语

本文给出了一个基于TX2440A开发板和Linux操作系统视频监控方案，经过测试，系统各个硬件模块都能够安全稳定地工作，操作系统也能够稳定的运行在TX2440A硬件开发板平台上，监控的视频效果较好。本系统视频监控很好地体现体积小、成本低、使用方便等特点，可用于学校、家居以及小型企业等领域，具有广泛的市场前景。