嵌入式和碼分多址實現遠程視頻監控系統

　　4.1 控制終端程序設計

　　控制終端軟件的核心是嵌入式Linux操作系統，一切功能的實現都基于 Linux操作系統完成，Linux本身作為一個桌面系統，進入嵌入式操作系統領域時，需要解決的問題主要包括硬件支持、提供二次開發的環境以及小型化(裁減內核)等，小型化的目的是在滿足操作系統基本功能和用戶特定需要的情況下，使內核盡可能小，作為一個操作系統，Linux內核主要負責程序的管理與調度、內存的管理及對外設的驅動和管理等，由于Linux內核采用模塊化的設計，很多模塊可以獨立地加載或卸載，所以小型化就是對Linux內核重新編譯，在編譯時仔細地選擇嵌入式設備所需要的功能模塊，同時刪除不需要的功能，這里只需要串口驅動、USB攝像頭接口驅動(包含USB Host，USB Core和USB Device)還有撥號網絡應用，還要支持PPP、TCP/IP網絡協議，其他都可以刪除掉，使系統運行所需要的內核顯著減小至1Mb以內。

　　具體程序設計包括Bootloader啟動代碼、設備驅動程序(USB攝像頭接口驅動程序、串口驅動程序)、撥號、PPP及TCP/IP協議處理，監控接收轉發控制程序等。控制流程如圖3所示。

　　a)系統加電后復位。

　　b)Bootloader初始化CPU、SDRAM、分配地址空間等。

　　c) Bootloader把Linux內核的壓縮文件解壓到SDRAM中，同時把控制權從Bootloader移交到Linux。Linux的內核有兩種運行方式可供選擇。可以在Flash存儲器上直接運行，也可以加載到內存中運行。Flash存儲器運行方式就是把內核的可執行映像燒寫到Flash存儲器上，系統啟動時從Flash存儲器的某個地址開始運行內核，進入SDRAM繼續運行，這種做法能減少內存需要，實際上很多嵌入式系統都采用這種方法，內存加載方式把內核的壓縮文件存放在Flash存儲器上，系統啟動時自動讀取壓縮文件并在內存中解壓，然后開始執行，這種方式相對較復雜，但運行速度更快，我們采用的就是這種方式。

　　d)開始執行SDRAM中的代碼，Linux內核初始化，完成堆棧，中斷的分配等。

　　e)加載串口驅動模塊和USB攝像頭驅動模塊，完成串口和USB口的初始化。

　　f)運行PPP撥號程序，通過CDMA網絡與Internet進行連接，在Linux下的PPP包是專門為解決Modem撥號上網問題而編寫的，并且是公開源代碼的，PPP撥號腳本程序主要是通過調用pppd和chat這兩個應用程序，并通過AT指令實現對Modem的操作。

　　至此，已經建立了從圖像采集到圖像傳輸的完整的嵌入式監控系統，但是，作為一個嵌入式操作系統，他是為某一專門的用途而設計的。運行不同的用戶應用程序，就可以實現用戶要求的不同功能，生動地體現了嵌入式系統的靈活性。

　　我們運行的用戶程序是一個無限循環的過程，控制終端在不斷等待拍照請求，通過比較識別認為有請求后，CPU通過USB攝像頭驅動控制攝像頭拍照，同時接收圖片并發送控制中心，或通過SMTP協議，發送到指定的Email地址，完成一次請求。

　　4.2 控制中心服務器程序設計

　　服務器端軟件實現的主要功能是接收、保存和重顯由嵌入式終端發送過來的監控圖片，控制中心主機通過撥號、帶寬上網等方式登錄到Internet上，注意必須申請一個靜態IP地址，使主機每次登錄到Internet所獲得的IP地址(互聯網IP地址)不變，主機登錄Internet后，即可運行服務器端軟件，服務器端程序設計主要包括網絡通信、接收圖片、保存圖片、即時重顯圖片和察看圖片，用戶通過此軟件可以方便地瀏覽由控制終端發來的圖片。

　　另一種方案是不設置控制中心服務器，控制終端抓怕到的圖片直接發送到指定的Email地址，這種方案容易管理，只需定期查收Email，清除Email存儲空間即可，運行成本很低，但可靠性差。

　　5 結束語

　　利用無線網絡與IT技術對傳統監控領域進行革新，是市場的需要，在這個過程中，嵌入式系統因其體積小、處理能力強、支持網絡服務等功能，無疑扮演了重要角色。