基于NiosII的IP Camera傳輸系統實現

　　LWIP是瑞士計算機科學院的開發的TCP／IP協議棧，其開發的初衷是用于嵌入式系統，一般它只需要幾十KB的RAM和約40 KB的ROM就可運行。NiosII IDE開發環境內部集成了LWIP協議棧，用戶在加載操作系統μC／OS-II后，只需選取相應的LWIP選項，即可加入協議棧。工程中，LWIP以系統庫的形式存在，應用軟件只需加上相應的頭文件，就可調用API函數實現網絡連接、數據收發等功能，迅速實現系統的網絡接入。

　　3.2建立應用軟件

　　本系統設計的嵌入式應用軟件流程圖如圖4所示。

　　首先對堆棧和驅動程序初始化。初始化堆棧，應在調用OSStart啟動μC／OS-II調度程序之前調用IDE的庫函數lwip_stack_int()，該函數用于設置協議棧。堆棧初始化后，再調用庫函數init_done_func()，但該函數必須調用庫函數lwip_devices_init()，這個函數將對在system.h中定義的所有已安裝的以太網設備驅動程序進行注冊。函數lwip_devices_init()還會調用函數get_mac_addr()和函數get_ip_address()從而獲取系統的mac地址和IP地址。當lwip_devices_init()返回一個非0值則表示注冊成功。注冊成功后，LWIP棧可用，從而便可在程序中創建任務。

　　初始化完成后，使用函數sys_thread_new()創建使用套接字API與LWIP棧對話的新任務。系統中，由函數sys_thread_new(link_task，NULL，link_PRIO)創建的用戶任務是link_task()。該任務中，系統調用函數listen(fd_listen，1)監聽上位機連接是否成功，一旦連接成功，調用NiosII IDE所提供的IO操作函數IOWR(OUT_PIO_BASE,0，0x01)控制接收模塊，將視頻數據保存到SRAM，當存滿一幀后，接收模塊產生一個中斷，這時系統可通過指針讀取SRAM中的值a[i]=*(p+i+N／2*(TIMES-times)，每讀取1 450 Byte就調用套接字API函數send(clisock,send_buf,N,0)發送至上位機。由于保存圖像的分辨率僅是320×240，所以數據量并不大。發送時，通過函數IOWR(OUT_PIO_BASE,0，0x00)控制接收模塊何時停止接收，一幀圖像發送完畢，再通過函數IOWR(OUT_PI-O_BASE,0，0x01)控制接收模塊開始接收下一幀圖像，如此反復循環，直到連接斷開為止。

　　4 上位機軟件設計

　　本系統設計的客戶端視頻顯示應用程序是利用LabWindows／CVI軟件開發，此應用程序利用套接字編程，可以作為客戶機與服務器NiosII系統之間通信。

　　本系統設計的上位機的應用程序除了顯示視頻功能外，還添加了保存和回放功能。上位機通過創建一個標準的Socket接口完成連接以及接收數據；當接收完一幀數據后，對其進行數據處理，再調用函數CreateDIBitmap()創建一幅位圖，最后再調用函數CanvasDrawBitmap()完整顯示。

　　5 結束語

　　本系統設計是基于NiosII IP攝像頭的系統，介紹了從SOPC Builder創建NiosII軟核處理器、IDE建立底層軟件平臺，到設計NioslI應用軟件的整個架構。同時，對上位機的應用程序做了說明。經過硬件測試，整個系統運行良好，實時性能良好。