4、外围电路模块

本设计用到的外设有USB接口,网卡接口,串行接口和JTAG接口。同时为保证系统将来的可扩展性,系统还预留了PC104接口和大量的GPIO接口。AT91RM9200处理器的片内以太网卡端口和网络物理层芯片DM9161E 的MII 接口通信。而且片内以太网卡内置了独立的双缓冲的读写DMA 通道,这样大大提供了数据的发送速度,同时不影响AT91RM9200 的正常运行。

为保证视频采集质量,监控系统选用了罗技等高端品牌的产品,然后摄像头通过专用的USB集线器与处理器单元的USB接口连接。在实时监控状态下,各个摄像头上捕获的图像数据通过USB集线器传输到视频监控系统的USB主控制器模块上,然后再由USB主控制器模块交由AT91RM9200处理器集中处理。AT91RM9200对采集到的图像进行实时编码压缩,编码之后的码流直接传输到发送缓冲区中,等候发送。最后由上层应用程序将处理后的视频数据通过以太网口进行发送。

四、软件方案

系统的应用软件建立在Linux操作系统之上,嵌入式Linux具有许多优点,如开放源码,功能强大的内核,支持多用户、多线程、多进程、实时性好、功能强大稳定;大小功能可定制等。本系统采用的嵌入式Linux系统是基于2.6.21的内核,支持了内核抢占式调度,同时调度周期为1ms,因此大大保证了系统的实时性。此外,系统内嵌的嵌入式Linux系统实现了对所有硬件设备的驱动支持,如基于Flash的文件系统、网卡驱动程序、USB驱动程序等等,完全保证了系统的可用性。

在本系统中,软件设计可分为3部分:视频图像数据采集、图像数据的JPEG压缩以及系统平台的网络通信。

1、视频图像数据采集的实现

首先加载USB摄像头驱动程序,接着就是编写一个对视频流采集的应用程序。摄像头中的各种I/O口的控制主要依靠Vide04Linux提供的应用程序接口函数实现,主要有Open、Read、Write等。V4L下的视频采集1。在本系统中,将有关摄像头的各种数据和结构封装成了一个类,主要用到的一些系统调用函数定义如下:

open(“/dev/vide00”,O—RDWR):设备的打开。

close(fd):设备的关闭。

mmap(void+addr,size—t len,int prot,int flags,int fd,off__t offset):

设备缓冲区到内存空间的映射。

munmap(void*addr,size t len):采集工作结束后取消mmap和mbuf的绑定。

ioctl(int Rl,jnt cmd...,):控制I/O的通道。

2、Linux下图象数据的JPEG压缩

由于视频信息数据量过大,因此必须在视频传输前对图像数据进行压缩处理。在本系统中,摄像头采集过来的图像数据格式为RGB24,通过调用Linux下的Libjpeg库来实现视频数据的编码,把RGB24图像数据转换为JPEG格式。下面简述下整个压缩处理过程:首先初始化JPEG压缩的图片格式,调用jpeg_set—defauhs(&cmjpeg),接着初始化JPEG压缩图片质量,通过jpeg_set—ratio(&cmjpeg,ratio,7rURE)实现。