基于嵌入式Linux的倒車影音系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．4 USB攝像頭圖像采集模塊
采用中星微電子ZC0301芯片組的USB數(shù)字?jǐn)z像頭。與模擬攝像頭相比，其優(yōu)勢(shì)在于：CMOS圖像傳感器能直接產(chǎn)生圖像原始數(shù)據(jù)；硬件支持標(biāo)準(zhǔn)的JPEG壓縮；具有主流高速的USB總線設(shè)備接口等。對(duì)攝像頭而言，USB總線的上的信息傳輸類型通常采用的是實(shí)時(shí)傳輸。USB設(shè)備端提供若干通信端口，主機(jī)與端口間建立起邏輯上的通信管道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在攝像頭的設(shè)備初始化階段，主機(jī)與0號(hào)端口通信，驅(qū)動(dòng)程序檢測(cè)攝像頭型號(hào)和所有端口信息。進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸階段，主機(jī)與探測(cè)到的實(shí)時(shí)輸入端口建立通信管道，實(shí)時(shí)回傳攝像頭拍攝到的圖像數(shù)據(jù)。
2．5 語音報(bào)警模塊與LCD顯示模塊
語音報(bào)警模塊采用的是安徽中科大訊飛信息科技有限公司生產(chǎn)的XF-S3011中文語音合成芯片。它是一款針對(duì)嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的單芯片處理器，具有合成任意中文文本的能力。XF-S3011通過串口(UART)接收上位機(jī)發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)是以幀的方式進(jìn)行封裝與發(fā)送，允許發(fā)送的數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度為200個(gè)字節(jié)。其驅(qū)動(dòng)電路是用三極管驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)的。當(dāng)超聲波測(cè)得的距離小于所設(shè)置的閾值時(shí)，由S3C2 440發(fā)送控制命令給XF-S3011，啟動(dòng)語音報(bào)警提醒駕駛員注意。顯示模塊使用的是東華3．5寸TFT LCD(分辨率是320×240)，采用嵌入式Linux下的Frame Buffer設(shè)備來驅(qū)動(dòng)LCD。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本文選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它具有可裁剪、內(nèi)核穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、支持多種硬件平臺(tái)等特點(diǎn)。首先，在一臺(tái)裝有Linux操作系統(tǒng)的PC機(jī)(宿主機(jī))上建立一個(gè)交叉編譯開發(fā)環(huán)境，把S3C2440控制模塊作為目標(biāo)板。然后，采用移植性較好的C語言在PC機(jī)上編寫本設(shè)計(jì)所需的底層驅(qū)動(dòng)程序及頂層的應(yīng)用程序，再利用交叉編譯調(diào)試工具編譯、鏈接生成可執(zhí)行代碼，最后向目標(biāo)板移植。
3．1 視頻圖像采集及LCD顯示程序的設(shè)計(jì)
第l步，采用動(dòng)態(tài)加載ZC0301組芯片的USB攝像頭驅(qū)動(dòng)程序spca5xx。此驅(qū)動(dòng)程序源代碼由4個(gè)部分組成：設(shè)備模塊的初始化模塊、卸載模塊、上層軟件接口模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。把它放在kernel／driver／usb下解壓，打補(bǔ)丁。在編譯系統(tǒng)內(nèi)核時(shí)，在arm linux的kernel目錄下進(jìn)行make menueonfig；在*>下選擇Multimedia device下的Video for linux，加載Vide04linux模塊，為視頻采集設(shè)備提供編程接口函數(shù)
和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；(M)選中SPCA5XX這一項(xiàng)。
第2步，使用Linux的Video4linux來訪問USB攝像頭設(shè)備，進(jìn)行視頻圖像采集，捕獲實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流。程序流程如圖5所示。

為程序定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：