基于嵌入式Linux圖像采集恢復和應用

　　1.引言

　　隨著后PC時代的到來和嵌入式的蓬勃發展，運用嵌入式系統實現遠程數據采集已成為社會需求的趨勢。本文采用嵌入式系統采集圖像數據實現加工零件的遠程測量，代替傳統的人工檢測。其特點有：網絡化，準確性高，節約人力和物力。

　　2.系統軟硬件平臺

　　由于嵌入式設備資源有限，所以在開發嵌入式系統的軟件部分需要在宿主機平臺上實現，運用宿主機的資源編譯目標機平臺上可運行的軟件。本文系統的宿主機平臺：Redhat 9.0，交叉編譯環境：ARM-Linux-Gcc；目標機平臺：UBOOT 1.1，Linux 2.4.18 和YAFFS 根文件系統。

　　系統硬件平臺的處理器采用 Samsung 公司的集成有ARM920T 內核的處理器S3C2410，該處理器資源豐富，具有16KB 的指令Cache 和16KB 數據Cache、MMU 虛擬存儲器管理器、LCD 控制器、支持NAND Flash 系統引導，RAM 控制器、3 通道UART、4 通道DMA、4通道帶PWM 定時器、RTC、并行I/O 口、8 通道10 位ADC、觸摸屏接口、IIC 接口、IIS接口、2 個USB 接口控制器、2 通道SPI 及內部PLL 時鐘倍頻器，主頻最高可達203MHz。此外，在處理器豐富資源的基礎上還進行了相關的配置和擴展，配置了64MB 的Flash 和64MB 的SDRAM，并引出了兩個HOST USB 接口。在USB 接口上外接帶USB 口的攝像頭Webeye V 2000。嵌入式Linux 操作系統上建立圖像采集和圖像恢復兩個軟件模塊。開發板擁有CS8900A-CQ3 芯片，具有10~100M 自適應的網絡通信能力。通過它實現圖像數據的遠程傳輸。整個系統的硬件概圖如圖1 所示：

　　圖1 系統硬件結構圖

　　3.RGB數據流的采集

　　Webeye V 2000攝像頭內部擁有ov7620、ov511和一個存儲芯片。由于Linux操作系統中嵌有ov511芯片的驅動，故在編譯Linux操作系統時需要加載ov511驅動，主要步驟：

　　①(*)選擇Multimedia device->下的Video for linux。加載video4linux模塊，提供了編程接口；

　　②在usb support->目錄下(*)選擇support for usb和usb camera ov511 support。加入了對采用ov511接口芯片的USB數字攝像頭的驅動支持。

　　在嵌入式Linux操作系統平臺上驅動攝像頭，通過Video4Linux接口控制攝像頭參數、圖片的格式和窗口大小等等。Video4Linux是Linux中關于視頻設備的內核驅動，它為針對視頻設備的應用程序編程提供一系列接口函數。USB口攝像頭驅動程序中需要提供基本的I/O操作接口函數open、read、write、close的實現。對中斷的處理實現，內存映射功能以及對I/O通道的控制接口函數ioctl的實現等，并把它們定義在struct file_operations中。本系統采用內存映射法，即mmap（）方式截取圖像或視頻數據。mmap（）函數調用使得進程之間通過映射同一個普通文件實現共享內存。該映射內容區可讀可寫并且不同進程間可共享,不需要任何數據的拷貝。