基于嵌入式Linux图像采集恢复和应用

　　1.引言

　　随着后PC时代的到来和嵌入式的蓬勃发展，运用嵌入式系统实现远程数据采集已成为社会需求的趋势。本文采用嵌入式系统采集图像数据实现加工零件的远程测量，代替传统的人工检测。其特点有：网络化，准确性高，节约人力和物力。

　　2.系统软硬件平台

　　由于嵌入式设备资源有限，所以在开发嵌入式系统的软件部分需要在宿主机平台上实现，运用宿主机的资源编译目标机平台上可运行的软件。本文系统的宿主机平台：Redhat 9.0，交叉编译环境：ARM-Linux-Gcc；目标机平台：UBOOT 1.1，Linux 2.4.18 和YAFFS 根文件系统。

　　系统硬件平台的处理器采用 Samsung 公司的集成有ARM920T 内核的处理器S3C2410，该处理器资源丰富，具有16KB 的指令Cache 和16KB 数据Cache、MMU 虚拟存储器管理器、LCD 控制器、支持NAND Flash 系统引导，RAM 控制器、3 通道UART、4 通道DMA、4通道带PWM 定时器、RTC、并行I/O 口、8 通道10 位ADC、触摸屏接口、IIC 接口、IIS接口、2 个USB 接口控制器、2 通道SPI 及内部PLL 时钟倍频器，主频最高可达203MHz。此外，在处理器丰富资源的基础上还进行了相关的配置和扩展，配置了64MB 的Flash 和64MB 的SDRAM，并引出了两个HOST USB 接口。在USB 接口上外接带USB 口的摄像头Webeye V 2000。嵌入式Linux 操作系统上建立图像采集和图像恢复两个软件模块。开发板拥有CS8900A-CQ3 芯片，具有10~100M 自适应的网络通信能力。通过它实现图像数据的远程传输。整个系统的硬件概图如图1 所示：

　　图1 系统硬件结构图

　　3.RGB数据流的采集

　　Webeye V 2000摄像头内部拥有ov7620、ov511和一个存储芯片。由于Linux操作系统中嵌有ov511芯片的驱动，故在编译Linux操作系统时需要加载ov511驱动，主要步骤：

　　①(*)选择Multimedia device->下的Video for linux。加载video4linux模块，提供了编程接口；

　　②在usb support->目录下(*)选择support for usb和usb camera ov511 support。加入了对采用ov511接口芯片的USB数字摄像头的驱动支持。

　　在嵌入式Linux操作系统平台上驱动摄像头，通过Video4Linux接口控制摄像头参数、图片的格式和窗口大小等等。Video4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数。USB口摄像头驱动程序中需要提供基本的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的实现等，并把它们定义在struct file_operations中。本系统采用内存映射法，即mmap（）方式截取图像或视频数据。mmap（）函数调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。该映射内容区可读可写并且不同进程间可共享,不需要任何数据的拷贝。