基於S3C2440的電子鷹眼監控系統設計

一、  總體設計

整個監控系統可以分爲用於視頻採集的USB攝像頭,進行視頻處理和傳輸的嵌入式硬件以及主控計算機三大部分。以Samsung的S3C2440爲芯片的MINI2440,ARM7開發板,移植LINUX系統進行設計開發。USP攝像頭採集視頻數據,開發板處理視頻數據,並通過無線網卡,利用TCP/IP協議,將視頻數據共享到同一網段的其他終端上。本設計可在手機上或者PC機上觀察到監控畫面。總體組成如下圖所示:

二、   監控系統硬件說明

(1)、MINI2440開發板:

       CPU處理器:

Samsung S3C2440A,主頻 400MHz,最高 533Mhz。

SDRAM內存: 

在板 64M SDRAM- 32bit數據總線-SDRAM  時鐘頻率高達100MHz。

       FLASH:

存儲在板 256M/1GB Nand Flash, 掉電非易失(用戶可定製64M/128M/256M/512M/1G)在板 2M Nor Flash,掉電非易失,已經安裝BIOS。

系統時鐘源 : 12M無源晶振

規格尺寸 :100 x100(mm)

LCD (P35型號)     

      (2)、USB攝像頭:

              靜態像素:300萬

              鏡      頭:高清玻璃鏡頭

              感光元件:CMOS

              傳輸接口:usb2.0

      (3)、USB集線器(開發板上的USB接口太少)

      (4)、無線網卡: 水星Mercury

      (5)、串口連接線(用於PC控制開發板的終端)

(6)、一部手機,一臺電腦

三、   監控系統軟件說明

(1)、開發板系統:

Linux系統,內核2.6.32, 含有USB攝像頭的驅動,安裝有arm-linux-gcc的交叉編譯器,可以編譯出可在ARM開發板上運行的可執行文件,這樣就可以在ARM微處理器上運行嵌入式操作系統上的程序,方便系統功能的進一步擴展和升級。Linux操作系統是開源性的操作系統,自身擁有的TCP/IP協議有強大的網絡功能,可以方便進行網絡編程。

(2)、PC機上用到的軟件:(win7系統)

    裝有RedHat5.1的Linux虛擬機(交叉編譯文件)

SecureCRT 7.3:較官方的串口助手,用於控制開發板的終端

(3)、無線網卡驅動:

       驅動代碼在網上找到,通過在RedHat5.1的Linux虛擬機上交叉編譯出所對應嵌入式平臺的驅動文件(8188eu.ko)

   (4)、Mjpeg‐stream、瀏覽器

       用於把mjpeg 格式的文件變成流媒體輸出,便於視頻數據的處理與傳輸,Mjpeg‐stream在部分瀏覽器無法實現完整功能,在此提供一些可用的瀏覽器(谷歌、火狐)。

五、   實現過程:

1、開發板安裝與LCD型號匹配的linux系統(LCD型號P35),以及MJPG-STREAMER。

Linux系統的安裝在此不作介紹。

在mini2440 上安裝mjpeg‐stream:

 首先下載好mjpg‐streamer‐mini2440‐bin‐r6.tar.gz

使用優盤或者ftp 等工具把mjpeg‐stream文件複製到開發板,在此假定複製到了/home/plg 目錄

在控制檯終端執行如下命令:

#mkdir /mjpg‐streamer ;創建一個獨立目錄用於測試

#cd /mjpg‐streamer;進入該測試目錄

#tar xvzf mjpg‐streamer‐mini2440‐bin‐r6.tar.gz ;解壓安裝,如圖:


 至此,mjpeg‐stream 就已經在開發板上安裝好了

 

2、usb-wifi-kits軟件的安裝:

首先下載好usb‐wifi‐kits‐mini2440‐linux‐2..6.32.2‐20100729.tar.gz

使用優盤或者ftp 等工具把usb‐wifi‐kits文件複製到開發板

在目標板根目錄下執行:

#tar xvzfusb‐wifi‐kits‐mini2440‐linux‐2..6.32.2‐20100729.tar.gz

scan‐wifi – 用來掃描附近的無線網絡

start‐wifi – 用來開啓連接無線網絡

stop‐wifi – 停止使用無線網絡

這三個程序被安裝在開發板的/usr/sbin 目錄下。

3、安裝完usb-wifi-kits,還需要把載入無線網卡的驅動,纔可以使用無線網卡。完用無線網卡的驅動代碼,在RedHat5.1的Linux虛擬機上交叉編譯出所對應嵌入式平臺的驅動文件(8188eu.ko),並通過SD卡掛載到開發板上,用insmod 命令載入驅動。


4、掃描wifi(scan-wifi),並連接上對應的wifi(start-wifi),嵌入式系統WLAN0可成功分配到ip 地址:

直接輸入scan-wifi命令,搜索出一下wifi:


輸入start-wifi 命令,連接wifi,如輸入:start-wifi wpa2 wifi 12345678

其中,“wpa2”是加密方式,“wifi”是wifi的名稱,“12345678”是wifi密碼。

連接成功後,可以看到目標板已經自動分配到了IP 地址:192.168.191.5,使用ping 命令測試一下網絡連接(注意不是ping開發板),如圖:


ping192.168.191.1:


至此,開發板已經連接上wifi。

5、 因爲USB攝像頭視頻流輸出格式爲YUV,用MJPG-STREAMER通過UVC協議獲取視頻流數據,並通過TCP/IP協議實時傳輸至網絡應用層。啓動mjpeg‐stream:

在命令行終端執行以下命令:

 #cd /mjpg‐streamer ;進入測試目錄

#./start_uvc_yuv.sh ;執行測試程序

此時可以在終端看到如圖輸出信息,這說明已經成功啓動mjpeg‐stream 程序


6、在與開發板處於同一個局域網的電腦,訪問設定好的URL地址,便可實時查看到監控情況。URL地址:192.168.191.5:8080/stream.html(URL地址的前半部分爲開發板的ip地址)


可以手機電腦,同時訪問:


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