基于FPGA的跳頻通信頻率合成器實現

2．6 USB攝像頭
本系統所用的USB攝像頭是中星微公司的ZC2301P。攝像頭ZC301P采集的視頻信號經壓縮后形成的視頻數據流會通過內部總線傳送到嵌入式Web服務器上，用戶可通過登陸網絡直接觀看Web服務器上的視頻圖像，實時監控家中的情況。

3 系統軟件設計
本系統控制中心是ARM9控制器，其軟件設計包括系統軟件(嵌入式操作系統、硬件設備驅動程序、嵌入式Web服務器)設計和應用軟件(網頁設計及CGI應用程序)設計。
3．1 嵌入式操作系統在S3C2440上移植過程
(1)從網站上下載Linux的內核源碼linux-2．6．31．tar．bz2和交叉編譯器arm920t-eabi．tgz，這個交叉編譯器是4．1．2版本的，支持EABI，可以提高編譯的效率。
(2)在宿主機上將內核源碼解壓得到linux-2．6．31，將交叉編譯器解壓到指定目錄。
(3)修改Makefile文件及相關硬件文件。由于內核的編譯是根據Makefile文件的指示進行的，Makefile文件來組織內核的各模塊之間的關系，記錄了各個模塊之間的相互聯系和依賴關系。所以，修改Linux2．6．31根目錄下的Maldile文件來指定平臺和交叉編譯器。
(4)通過命令# make menuconfig來配置內核。配置內核時，讓它支持EABI編譯。
(5)在linux-2．6．31根目錄下執行命令# make zImage來編譯內核，將生成的內核鏡像文件zImage通過相應的固化軟件固化到系統相應的存儲器中，完成linux-2．6．31內核在ARM微處理器上的移植。
3．2 驅動程序的設計
控制器需要多個設備驅動程序。嵌入式Linux系統中設備驅動程序有一個標準的框架，可以根據硬件結構來填寫框架中的函數。主要的函數包括open()，read()，write()，ioctl()，release()，module_init()和module_exit()等。為了減小內核的大小，把編寫好的驅動程序編譯成模塊。編寫Makefile、Kconfig文件，分別執行make menuconfig命令選擇驅動程序的加載方式，利用makemodules命令生成目標文件，最后利用insmod命令調用initial_module函數將編譯好的模塊調入內存即可。
3．3 Web服務器Boa移植
Boa是一個嵌入式Web服務器，能夠生成動態的頁面，支持CGI，比較適合嵌入式系統。在硬件電路板上存放一個網頁，在用戶端可以通過瀏覽器來訪問硬件電路板上這個網頁，然后通過網頁中的內容就可以和硬件電路板上的硬件設備進行交互。具體移植過程如下：
(1)從網上下載Boa服務器源碼壓縮包boa-0．94．13．tar.gz，將其解壓得到boa-0．94．13，在boa-0．94．13／src下編譯生成boa可執行程序。
(2)把宿主機Linux操作系統下的／etc／mime．types復制到根文件系統的／etc目錄中，在根文件系統的／etc中建立boa文件夾，根文件系統的／etc／boa目錄下建立www、cgi-bin目錄，www中存放HTML文件，cgi-bin中存放CGI腳本，把網頁文件index．files和index．html復制到根文件系統的／etc／boa／www目錄下，在根文件系統的／var目錄下建立日志目錄log／boa。
(3)對Boa作配置和修改。主要通過對defines．h，boa．conf和mime．types文件進行修改來實現。修改defines．h指定Web服務器的根目錄路徑(SERVER_ROOT)。boa．conf文件由一些規則組成，用于配置Boa服務器，指定相應端口，服務器名稱，一些相關文件的路徑等。Boa服務器要想正確運行，必須保證該文件是正確配置的，而且該文件和某些靜態網頁，CGI可執行程序等都放于某特定目錄下。
(4)把boa-0．94．13／sre下編譯出的boa可執行程序復制到根文件系統的／usr／bin目錄下，把修改過的配置文件boa．conf復制到開發板的／etc／boa目錄下，并將一些靜態頁面放在由boa．conf指定的目錄下。
(5)重新編譯根文件系統。把根文件系統下載到硬件電路板上。
在硬件電路板上運行嵌入式Web服務器Boa，通過瀏覽器就能訪問系統所設計的網頁。
3．4 應用軟件設計
本系統的核心是一個嵌入式Web服務器，其應用軟件的設計包括網頁設計和CGI應用程序設計兩部分。
(1)網頁設計：網頁設計采用設計工具Dreamweaver，FrongtPage等來實現。
(2)CGI應用程序設計：采用C語言來編寫CGI應用程序，實現外部實時數據采樣、與家電設備的通信與控制等。CGI技術可以實現瀏覽器與嵌入式Web服務器的動態數據交互。CGI程序保存在嵌入式Web服務器端。在用戶端打開HTML頁面，點擊HTML頁面上設備的控制按鈕，就會通過Internet把用戶請求送到嵌入式Web服務器中，服務器接收用戶請求并交給CGI程序處理，實現用戶的功能需求，這就做到了通過對HTML頁面上相應設備的點擊實現家庭網絡中設備的遠程控制。

4 結束語
該系統硬件采用ARM9 S3C2440 微處理器作為控制核心，軟件采用linux-2.6.31內核作為系統的嵌入式操作系統，采用Boa作為嵌入式Web服務器，結合以太網通信技術和GPRS無線通信技術實現了對家庭環境的遠程實時監控、安防自動報警和對家電設備遠程控制的功能。本監控系統具有較大的實用價值，未來的發展空間非常大，能夠使人們生活得更加舒適安全。