基于arm嵌入式ipcamera的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、摘要：如何設(shè)計(jì)一款能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程拍照和瀏覽照片的IPCamera?本文通過采用ARM9和USB攝像頭實(shí)現(xiàn)IPCameraoIPCamera使用S3C2410.AX88796等元件來組成硬件平臺(tái)，再將Linux系統(tǒng)移植到硬件平臺(tái)上,然后設(shè)計(jì)好相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，最后將軟件下載到硬件平臺(tái)。關(guān)鍵詞：ARM；IPCamera；嵌入式0前言隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)安全防范工作日益重視，監(jiān)控產(chǎn)品也從以前只在重要單位使用發(fā)展到各個(gè)領(lǐng)域都在應(yīng)用。監(jiān)控產(chǎn)品的技術(shù)也從模擬向數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品使用較多的是硬盤錄像機(jī)，但價(jià)

2、格比較高。有些場(chǎng)合對(duì)監(jiān)控的要求并不高，也不需要錄像，但有時(shí)又耍在遠(yuǎn)程了解一下當(dāng)?shù)氐漠嬅?，這時(shí)就希望使用一種低價(jià)的，乂能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的監(jiān)控產(chǎn)品。所以就計(jì)劃設(shè)計(jì)IPCamera（網(wǎng)絡(luò)照相機(jī)）,它能夠接受網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)短信發(fā)來的命令進(jìn)行拍照，并將照片發(fā)布到Web服務(wù)器上或手機(jī)上供用戶瀏覽。1IPCamera系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)IPCamera系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是：采用ARM9作為系統(tǒng)的處理器,利用普通USB攝像頭完成圖像采集。系統(tǒng)設(shè)計(jì)一塊網(wǎng)卡和一個(gè)GPRS模塊，用戶可以根據(jù)需要決定選用其中的一種、或者二種同時(shí)使用。手機(jī)能夠通過GSM網(wǎng)向IP

3、Camera的GPRS發(fā)送拍照控制命令，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將拍下的照片通過GPRS模塊發(fā)回給手機(jī)；網(wǎng)絡(luò)用戶可以利用telnet協(xié)議向IPCamera發(fā)送拍照控制命令，然后再利用瀏覽器查看IPCamera上的照片。2IPCamera的硬件設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)IPCamera時(shí)，考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和成木等因素，因此將系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)為3個(gè)部分，即核心板、主板和GPRS模塊，如圖1所示。核心板采用三星公司生產(chǎn)的S3C2410處理器；SDRAM采用2片I1Y57V561620AT-I1構(gòu)成64M；將它連接到系統(tǒng)nGCS6,所以它的起始地址為:0x030

4、00000oNANDFLASH采用SAMSUNGK9F1208芯片，F(xiàn)LASH芯片連接到系統(tǒng)的nGCSO,所以它的起始地址為：OxOOOOOOOOo要系統(tǒng)從NANDFLASH啟動(dòng)，應(yīng)將S3C2410的0M0和0M1引腳都接地。主板主要是一些接口電路。串行接口采用MAX3232芯片，由于本系統(tǒng)只使用一個(gè)串口，所以和S3C2410的TXDO和RXDO相連，構(gòu)成第一個(gè)串口電路。JTAG接口直接由S3C2410處理器控制，只不過在連接電路上要加上接電阻。USB接口電路直接采用S3C2410內(nèi)部的USB主機(jī)控制器，然后接上限流電阻和

5、保險(xiǎn)絲和USB插座。網(wǎng)卡采用AX88796-X86芯片，接在BANK2的位置上，所以片選接處理器的nGCS2信號(hào),其地址為0X200,所以IO_BASEO、I0_BASEkI0_BASE2三個(gè)引腳懸空，中斷選用lNT2o網(wǎng)卡的邏輯地址是0xl0000200oGPRS模塊采用S1MC0M公司生產(chǎn)的S1M1OO-E芯片。通過第三個(gè)串口信號(hào)線TXD2和RXD2和處理器相連接。圖1IPCaiiiera硬件結(jié)構(gòu)圖1IPCamera引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序IPCamera引導(dǎo)程序選用韓國(guó)Mizi公司開發(fā)的viviovivi必須經(jīng)過

6、裁剪、交叉編譯、下載到IPCamera等兒個(gè)過程。首先使用makemenuconfig命令裁剪vivi,然后make命令編譯牛成vivi的二進(jìn)制鏡像文件，使用的編譯器是armv41~unknownTinux-gcc和armv41~unknownTinuxFS,最后使用JTAG將vivi燒寫到IPCamera的flash芯片上?？紤]到成本，以及系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不高等因素，所以決定選用Linux操作系統(tǒng)。目前發(fā)行的Linux操作系統(tǒng)都能支持ARM機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，所以只要根據(jù)平臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行移植。系統(tǒng)移植主要包括建立交叉編譯環(huán)

7、境、修改內(nèi)核源碼、內(nèi)核裁剪和內(nèi)核編譯4等個(gè)環(huán)節(jié)。內(nèi)核裁剪時(shí)，要讓系統(tǒng)包括telnet和ftp服務(wù)otelnet服務(wù)主要實(shí)現(xiàn)能夠?qū)PCamera遠(yuǎn)程操作，ftp服務(wù)主要實(shí)現(xiàn)IPCamera的文件上傳和下載。最后將編譯好的內(nèi)核映象文件利用vivi軟件燒寫到IPCamera的flash芯片上。IPCamera需要串口、USB、視頻設(shè)備和網(wǎng)卡等多個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序⑵，由于這些設(shè)備都是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，所以可以到廠家去下載相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)源程序，然后交叉編譯成Linux下的驅(qū)動(dòng)程序，最后通過insmod[3]命令向內(nèi)核加載驅(qū)動(dòng)程序。如：Linu

8、x系統(tǒng)提供了視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)vidco41inux（簡(jiǎn)稱V4L）,它為視頻設(shè)備的應(yīng)用程序編程提供一系列接口函數(shù)，所以USB攝像頭就可以釆用V4L驅(qū)動(dòng)程序。1IPCamera應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)TPCamera主要包括3個(gè)應(yīng)用程序，即：USB攝像頭拍照、Web服務(wù)和GPRS操作控制等程序。這些應(yīng)用程序都是用C