基于ARM Linux的3G无线车载视频监控系统

作者：时间：2013-03-05来源：网络收藏

2．2 监控中心
车辆监控中心由显示屏幕、监控服务器、主控工作台、路由器和存储器等硬件组成。按功能区分，其基本功能模块有数据接收模块、解码模块、显示模块和存储模块等。由于监控中心硬件可采用通用器件，故不需要进行专门的选型设计。

3 系统软件实现
系统选择Linux操作系统。Linux具有源代码开放、成本低廉、内核可裁减性强等特点，且集成有TCP／IP协议，对网络的支持是相对于其他操作系统的优势。基于ARM Linux的视频监控终端的软件设计主要完成三方面的工作：第一在硬件上搭建一个软件平台，搭建嵌入式Linux软件开发平台需要完成UBOOT移植、嵌入式Linux操作系统内核移植以及嵌入式Linux操作系统的设备驱动程序的开发等工作；第二在软件平台的基础上，借助交叉编译工具，开发视频监控终端上运行的采集、压缩、流媒体服务器程序；第三监控中心运行的接收、解压缩、显示程序。
3．1 S3C2440A的Linux平台的搭建
构建嵌入式Linux开发平台需要先构建交叉编译环境。一套完整的交叉编译环境包括主机和目标机。在开发中主机是一台装有Centos 5．5操作系统的PC机，目标机是基于S3C2440A的视频监控终端。选用的嵌入式Linux内核源代码包版本号为2．6．28，交叉编译器是GCC 4．3．2。编译内核之前首先要配置内核，裁减掉冗余的功能模块。具体步骤如下：
(1)通过命令make menuconfig，对内核进行配置，选择YAFFS文件系统，支持NFS启动，启用USB设备支持模块，包括USB设备文件支持模块、USB主控制器驱动模块等。此外，USB摄像头属于视频设备，还需要启用Video4Linux模块；
(2)用make dep命令生成内核程序间依赖关系；
(3)make zlmage命令生成内核映像文件；
(4)make modules和make modules_install命令生成系统可加载模块。这样就生成了zlmage内核映像文件，把它下载到目标平台的FLASH中。
本设计采用USB外置摄像头，在内核配置时要求以模块形式动态加载。首先要完成驱动程序驱动中需要提供基本的I／O操作接口函数open、read、write、close的实现，对中断的处理实现，内存映射功能以及对I／O通道的控制接口函数ioctl等，并把他们定义在struct file_operations中。接着把USB驱动程序编译成可以动态加载的模块。
3．2 车载移动终端软件设计
3．2．1 GPS模块程序设计
GPS接收机GPS15L输出数据格式符合NMEA-0183标准。NMEA-0183协议是由美国国家海洋电子协会制定的一种串行通信的数据协议，所有输入输出信息均为一行ASCII字符。它的一条消息称为语句(Sentence)，每条语句都以“$”开始，以回车换行符(CR>LF>)结束，中间是用逗号分隔的若干个域。一条NMEA-0183语句包含以下5个部分：起始符，固定字符“$”，表示语句开始；标识符域，表示一条语句的全部数据域的特定格式，长度可变；数据域，包含各种类型的数据，各数据之间用逗号分隔，数据域可以为空，但用来分隔数据的逗号不可省略；校验和，以“{”开始，由2个字符的十六进制数组成；结束符，固定字符CR>LF>，表示语句结束。NMEA-0183语句中最常见的几种格式有GPGG A(Global Positioning System Fix Data)、GPRMC、GPGSV、GPVTG等，它们包含的信息不尽相同。本设计中采用的是GPGGA输出语句，它包含了主要的GPS定位数据。获取GPS数据流程图如图3所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/148087.htm

由图3可以看出，GPS模块启动后首先对串口的初始化也就是对GPS模块的初始化，包括设置波特率、数据位、校验位等；然后后开始接收GPS数据，即从串口读数据，并将读到的数据保存到BUF中，接着进入数据的解析和提取阶段，判断BUF[5]是否等于“c”以判断是否为MYMGPR MC，若是，则开始提取经纬度、时间等信息并存入结构体GPS_DATA中。
3．2．2 视频采集模块设计与实现
视频采集模块是通过嵌入式Linux操作系统调度V4L(Video4Linux)及影像设备驱动程序来完成视频采集。V4L是Linux影像系统与嵌入式影像的基础，是Linux kernel里支持影像设备的一组API。在Linux操作系统中，外部设备被作为设备文件来管理，从而使得对外部设备的操作就转变成对设备文件的操作。其采集流程如图4所示。