基于arm處理器s3c2440的越界檢測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 oard Backlight control選擇LCD select，進(jìn)入后，在該子菜單里面您可以選擇需要的 LCD 驅(qū)動(dòng)，： LCD驅(qū)動(dòng)和背光配置終端顯示3. 觸摸屏驅(qū)動(dòng)配置。同樣先進(jìn)入主菜單，在 Device Drivers 菜單中，選擇Input device support，確認(rèn)后進(jìn)入菜單，找到并選擇Touchscreens，確認(rèn)，選擇 Touchscreens 選項(xiàng)，再確認(rèn)，找到以下選項(xiàng)：* GTStudio GT2440 TouchScreen input driver： 觸摸屏驅(qū)動(dòng)配置終端顯示圖4．串口驅(qū)動(dòng)配置。在 Character devices 菜單中，選擇進(jìn)入Serial drivers選擇 Sansung S3c2440/S3C2442/S3C2416 Serial port support ： 串口驅(qū)動(dòng)配置圖選擇好之后退出，串口驅(qū)動(dòng)就已經(jīng)配置在內(nèi)核中了。5．Yaffs根文件系統(tǒng)。要使用yaffs2 文件系統(tǒng)，必須先配置nand flash 驅(qū)動(dòng)支持，在Device drivers ，確認(rèn)后進(jìn)入，子菜單中* 號(hào)的選項(xiàng)要選上。選擇NAND Device Support并確認(rèn) 根文件系統(tǒng)配置圖在內(nèi)核中配置好根文件系統(tǒng)后，還要制做yaffs2文件系統(tǒng)映象，因此，需要使用mkyaffs2image 工具程序， yaffs2文件系統(tǒng)映象的制作過程主要有以下幾個(gè)步驟：(1) 文件復(fù)制到任意一個(gè)目錄，并且進(jìn)入該目錄，然后執(zhí)行以下命令： tar xvzf C / 這將把制作工具 mkyaffsimage 安裝到系統(tǒng)的可執(zhí)行路徑/usr/sbin (2) 到任意一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，然后執(zhí)行以下解壓命令： tar xvzf C / 。 (3)使用mkyaffs2image 制作yaffs2 文件系統(tǒng)映象： cd /opt/GTStudio/GT2440 mkyaffs2image ： 根文件系統(tǒng)映像制作此時(shí)， 映象文件， 燒寫到目標(biāo)板。6．USB攝像頭驅(qū)動(dòng)配置。USB攝像頭是本系統(tǒng)和核心外設(shè)，在Device Drivers菜單里面，選擇 Multimedia support 并進(jìn)入，選擇Video capture adapters 進(jìn)入后選擇V4L USB devices，然后在選擇GSPCA based webcams選項(xiàng)，選擇支持所有usb攝像頭。 USB攝像頭驅(qū)動(dòng)配置7．其他驅(qū)動(dòng)程序。Linux系統(tǒng)所需用到的ADC、RTC、NANDFlash網(wǎng)卡、聲卡、按鍵、u盤等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序配置都和上述相似，因此不多作介紹。 系統(tǒng)的調(diào)試工具1. 文本編輯工具VIMLinux提供了一些列功能強(qiáng)大的編輯器，例如Vi和Emacs。Vi是Linux系統(tǒng)的第一個(gè)全屏幕的交互式編輯器，從誕生到現(xiàn)在得到廣大用戶的青睞。Vi有三送工作模式，分別是：命令行模式：最初進(jìn)入的一般模式，此模式下可以移動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行瀏覽，可以整行刪除，但是無法編輯文字。插入模式：只有此模式下用戶才能夠編輯和輸入文字，用戶可以使用鍵盤的ESC鍵回到命令行模式。底行模式：此模式中，光標(biāo)位于屏幕的最底行，用戶可以進(jìn)行文件保存或者退出操作，也可以設(shè)置編輯環(huán)境。Vi的主要命令主要以下幾部分：命令行模式功能鍵：Yy：復(fù)制當(dāng)前光標(biāo)所在行[n]yy：n為數(shù)字，復(fù)制當(dāng)前光標(biāo)開始的n行P：粘貼當(dāng)前光標(biāo)所在行dd：刪除當(dāng)前光標(biāo)所在行[n] dd：刪除當(dāng)前光標(biāo)所n在行G：光標(biāo)移動(dòng)到文件尾u：取消前一個(gè)動(dòng)作底行命令：w 保存：q 退出：q！強(qiáng)行退出：wq 保存后退出：set nu 顯示行號(hào)：set nonu 取消行號(hào)：w[filename] 另存為Linux系統(tǒng)下的GCC是GNU推出的功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的多平臺(tái)編譯器，是GNU的代表作之一。GCC可以在多種硬件平臺(tái)上行編譯出可執(zhí)行程序，其執(zhí)行效率比一般的編譯器相比要高出20%左右。GCC編譯器能將C、C++語言的源程序、匯編程序編譯、鏈接成可執(zhí)行文件。在Linux系統(tǒng)中可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一的后綴，系統(tǒng)從文件的屬性來區(qū)分可執(zhí)行文件和不可執(zhí)行文件。使用GCC編譯程序時(shí)，編譯過程可以被細(xì)分為四個(gè)階段：預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接。Gcc通過后綴來區(qū)分輸入文件的類別。GDB是GNU發(fā)布的一款功能強(qiáng)大的程序調(diào)試工具。GDB主要完成以下三方面的功能：啟動(dòng)被調(diào)試程序、讓被調(diào)試程序在指定的位置停住、當(dāng)程序被停住時(shí)可以檢查程序的狀態(tài)。Linux程序員必須學(xué)會(huì)使用GNUmake來構(gòu)建和管理自己的軟件工程。GNU的Make能夠使整個(gè)軟件工程的編譯、鏈接只需要一個(gè)命令就可以完成。Make在執(zhí)行時(shí)，必須要一個(gè)命名為Makefile的文件，Makefile文件描述了整個(gè)工程的編譯、鏈接等規(guī)則。其中包括：工程中的哪些源文件需要編譯以及如何編譯；需要?jiǎng)?chuàng)建哪些庫文件以及如何創(chuàng)建這些庫文件、如何在最后產(chǎn)生我們想要得到的可執(zhí)行文件。 QT對嵌入式系統(tǒng)而言，強(qiáng)大的圖形用戶接口可以使系統(tǒng)的功能豐富強(qiáng)大起來。目前有眾多的GUI可供我們使用，考慮到授權(quán)和價(jià)格的因素，我們在QT/mbedded基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，完成了監(jiān)控端的軟件設(shè)計(jì)。Qt/mbedded是Qt的嵌入式版本。 QT的介紹和安裝QT是由挪威奇趣科技公司開發(fā)跨平臺(tái)的C語言圖形用戶界面的開發(fā)工具,是該公司具有象征意義的產(chǎn)品,包括一個(gè)商業(yè)版本和免費(fèi)版本，在QT上制作和開發(fā)的應(yīng)用程序可以在Linux、Windows xp和嵌入式不同平臺(tái)的運(yùn)行。QT也是開源的KDE桌面環(huán)境的基礎(chǔ)。 嵌入式QT是QT基于嵌入式處理器的版本。QT同XWindow上的openwin，GTK等圖形界面庫和Windows平臺(tái)上的MFC，OWL，VCL，AI，L是同類型的東西，但是QT也具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：n 具有良好的兼容性：支持的操作系統(tǒng)有Windows 99NT 、ME、2000、XP 、 Vista和Win7， Unix Linux、Solaris、HPUX、CompaqTru64 UNIX、IBM AIX、SGI IRIX、FreeBSD、BSD/OS等等。n 面向?qū)ο螅好嫦驅(qū)ο髾C(jī)制使QT應(yīng)用更加簡單，模塊化程度很高，移植性好。可以重復(fù)利用。n 豐富的API：QT包括多達(dá)250個(gè)以上的C類，還替供基于模板的eollections，serialization，rile， l/0device， direetorymanagement，date/time類。甚至還包括正則表達(dá)式的處理功能。n 支持ZD/3D圖形渲染，支持openGL。n 大量的開發(fā)文檔n XML支持 QT的安裝方法本系統(tǒng)中包含兩個(gè)版本的QT源碼，分別位于Linux目錄里。QT的安裝方法如下：1. X86版本的編譯與模擬運(yùn)行 ，進(jìn)入該目錄執(zhí)行以下解壓縮命令： tar xvzf –C / 源碼包解壓的到/opt/GTStudio/GT2440/ 目錄。把配置和編譯的步驟制作成一個(gè)x86build 腳本，進(jìn)入目錄并執(zhí)行以下命令 ./x86build 編譯完成后，執(zhí)行以下命令可在PC上模擬運(yùn)行QT ./test_x86 ARM版本的編譯與更新制作文件系統(tǒng) 1）ARM版本的編譯 ，使用armLinuxgcc –v 命令查看當(dāng)前的交叉編譯器版本。把ARM版本的配置和編譯的步驟制作成一個(gè)armbuildall腳本，進(jìn)入目錄并執(zhí)行以下命令 ./armbuildall 編譯完成后，此文件是制作適用于根文件系統(tǒng)的目標(biāo)板二進(jìn)制映象文件包。./armbuildall 將自動(dòng)編譯完整的Qtopia、嵌入式瀏覽器和應(yīng)用程序，并且編譯生成的系統(tǒng)支持Jpeg、GIF、PNG 等格式的圖片，制作適用于根文件系統(tǒng)的目標(biāo)板二進(jìn)制映象文件包。還可以先后執(zhí)行：./armbuild ./armbuildkonq ./armbuildapps ./armmktarget 腳本命令分別編譯它們。 2）使用自己編譯的Qtopia 更新制作文件系統(tǒng)。將根文件系統(tǒng)壓縮包拷貝至Linux系統(tǒng)，并解壓縮 tar xvzf –C / 執(zhí)行以下命令更新制作文件系統(tǒng) cd /opt/GTStudio/GT2440/ tar xvzf /opt/GTStudio/GT 2440/cd .. mkyaffs2image 然后使用USB 燒入開發(fā)板就可以了。 用于生成yaffs鏡像的工具mkyaff2image在Linux目錄下。 2 ，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 ，并解壓縮輸入命令：tar xvzf –C / 不能改變默認(rèn)目錄，添加以下內(nèi)容：PATH=/opt/toolchains/arm920teabi/bin:$PATH設(shè)置交叉編譯器路徑，再輸入命令： armLinuxgcc –v 查看交叉編譯器版本號(hào)。，進(jìn)入該目錄執(zhí)行以下解壓縮命令： tar xvzf –C / 源碼包解壓的到/opt/GTStudio/GT2440/ 目錄。 進(jìn)入該目錄，執(zhí)行以下命令： ./buildall ./mktarget ，并制作根文件系統(tǒng)鏡像。4. 軟件設(shè)計(jì)，Linux內(nèi)核小，效率高，開源，支持網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)的有限硬件資源，要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行裁剪，配置所需的功能模塊，然后移植到硬件平臺(tái)。嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)，使用交叉編譯調(diào)試模式，并把Linux系統(tǒng)安裝在宿主機(jī)上的，在宿主機(jī)上建立一個(gè)交叉編譯環(huán)境編寫代碼，然后使用交叉編譯工具來生成目標(biāo)機(jī)器上的可執(zhí)行的文件，并最終移植到目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。 視屏采集模塊視頻采集模塊通過嵌入式Linux 操作系統(tǒng)調(diào)用Video4 Linux (V4L)和底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來完成視頻捕獲。V4L 是Linux 中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為Linux 下的各種視頻設(shè)備提供了統(tǒng)一的編程接口，應(yīng)用程序通過這些接口函數(shù)就可以操縱各種不同的設(shè)備。 所示：YN開始 打開視頻設(shè)備獲取設(shè)備和圖像信息 內(nèi)存映射mmap 初始化采集參數(shù)采集視頻數(shù)據(jù) 圖像處理 關(guān)閉視頻設(shè)備 結(jié)束 終止采集 視頻采集流程圖1. 打開視頻設(shè)備。Linux下的視頻設(shè)備文件一般為“/dev/video0”，通過調(diào)用函數(shù)v4l_open( )，利用vdfd=open(“/dev/video0”,O_RDWR)打開設(shè)備并獲得設(shè)備文件描述符vdfd[2]。具體代碼見附錄一。2. 獲取設(shè)備和圖像信息。通過v4l_get_capability( ) 函數(shù)獲取設(shè)備信息， 通過v4l_get_picture( )函數(shù)獲取圖像信息。3. 內(nèi)存映射。獲取圖像的方式有兩種：read( )直接讀取和mmap( )內(nèi)存映射。直接讀取方式通過內(nèi)核緩沖區(qū)來讀取圖像數(shù)據(jù)，而本文使用內(nèi)存映射方式mmap( )，內(nèi)存映射方式可以直接把設(shè)備文件映射到內(nèi)存中，進(jìn)程可以像訪問普通內(nèi)存一樣對文件進(jìn)行訪問，讀取效率更高。初始化內(nèi)存映射時(shí)，需在內(nèi)存中開辟一塊空間，利用ioctl(vdfd,VIDIOCGMBUF, amp。(vdmbuf))操作取得需要映射的內(nèi)存空間大小vd，利用mmap( )函數(shù)，即vdmap=(unsigned char*) mmap(0, vd,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, vdfd, 0)操作，把設(shè)備文件的內(nèi)容映射到內(nèi)存，vdmap 指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)即為采集的圖像數(shù)據(jù)，且此內(nèi)存區(qū)具有可讀寫和共享屬性。4. 初始化采集參數(shù)。可以設(shè)置采集視頻圖像的寬度、高度和格式等信息。5. 采集視頻數(shù)據(jù)。利用ioctl(vdfd, VIDIOCMCAPTURE, amp。(vdmmap))操作采集一幀圖像并存放到內(nèi)存映射區(qū)，采集一幀圖像后要進(jìn)行同步操作，利用ioctl(vdfd, VIDIOCSYNC,amp。(vd frame_current))操作判斷該幀圖像是否獲取完畢。 視屏傳輸與播放攝像頭采集的視頻信號(hào)傳輸有兩條DMA通路。P 通路（預(yù)覽通路）和C 通路（編碼通路）在AHB總線上是各自分離的。兩條通路是獨(dú)立的。P 通路為 PIP 儲(chǔ)存 RGB圖像數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器中。C 通路為如 MPEG YCbCr 4:2:0 或4:2:2格式數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器中。著兩條主通路可以支持多變的應(yīng)用，像DSC（數(shù)碼相機(jī)），MPEG4 視頻會(huì)議、視頻錄像等。例如，P通路圖像可以作為預(yù)覽圖像，并且C通路圖像可以作為 DSC應(yīng)用中的JPEG 圖像。設(shè)置寄存器可以單獨(dú)禁止P通路或 C通路。CAMIF有兩個(gè)時(shí)鐘域。一個(gè)是系統(tǒng)總線時(shí)鐘 HCLK 。另一個(gè)是像素時(shí)鐘 CAMPCLK。系統(tǒng)總線時(shí)鐘必須比像素時(shí)鐘快。如果使用了外部時(shí)鐘振蕩器，則應(yīng)該懸空 CAMCLKOUT。內(nèi)部縮放時(shí)鐘為系統(tǒng)時(shí)鐘。這兩個(gè)時(shí)鐘域不需要相互同步。其它信號(hào)如 CAMPCLK 應(yīng)該同樣被連接到施密特觸發(fā)器電平轉(zhuǎn)換器。編碼通路中使用小端方式儲(chǔ)存到幀存儲(chǔ)器中。儲(chǔ)存像素是從LSB到MSB。AHB總線傳輸?shù)氖?2位字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，CAMIF使得每個(gè)YCbCr字按都為小端方式。對于預(yù)覽通路，存在著兩種不同格式。RGB 24 位格式的一個(gè)像素（1 個(gè)彩色像素）為一個(gè)字。另一方面，RGB 16位格式的兩個(gè)像素為一個(gè)字。本系統(tǒng)中采用P通路傳輸視頻信號(hào)，并且在LCD上播放。 圖像識(shí)別算法本系統(tǒng)采用的圖像識(shí)別算法核心內(nèi)容是灰度圖像二值化。圖像二值化是一項(xiàng)和基本的圖像處理技術(shù)，是大部分圖像處理技術(shù)的預(yù)處理過程。二值化的運(yùn)用相當(dāng)靈活，它的閾值是可以選擇的，在不同的場合中，需要對它選擇不同的閾值。因?yàn)槎祷幚碇校瓐D的信息會(huì)有比較大的損失，為了解決這個(gè)問題，現(xiàn)在越來越多的人在研究自適應(yīng)圖像閾值的選取方法。二值化處理是圖像處理中最重要、最關(guān)鍵的一步。通