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(多图) 基于ARM的智能家居视频监控系统

2012年02月16日 ?? 收藏0
O 引言

随着科学技术的进步,人们对生活质量也提出了越来越高的要求,舒适、合理、便捷和安全的家居环境正逐步被大众所青睐。视频监控作为家居安防的重要组成部分,也逐步受到人们的重视。这里设计采用ARM处理器嵌入Linux操作系统的方法实现家居视频监控。Linux操作系统作为嵌入式系统的新宠以其开源特点非常适合面向开发,而ARM核凭借其较高的指令和数据处理能力更是吸引了众多研发人员的眼球,二者的结合为智能家居视频监控提供了一个崭新的发展方向。

1 智能家居系统的总体架构

智能家居系统就是利用计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术,将与家庭生活密切相关的家电控制系统、防盗报警系统、网络信息服务系统等通过家庭网络有机结合起来,从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

目前比较流行的智能家居系统由四大部分组成:家居安防系统、家居通讯系统、家居家电自动化控制系统和家居音视频系统。图1给出了一个简单的智能家居系统架构。

智能家居系统架构

智能家居系统中我们可以通过任意网络设备访问Web服务器的家庭网关以监控家用电器、报警设备和摄像头等设备的运行情况来实现住家的智能化。在现阶段智能家居起步时期,家居设计的时候往往把音视频系统放在很重要的位置,这里介绍一种用于居家的视频监控方法。

2 视频监控系统的架构

鉴于家居系统的结构特点,选用集软硬件于一体,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点的嵌入式系统。设计采用ARM(Adva-nced RISC Machinesl核嵌入Linux操作系统的方法实现。系统主要由嵌入式S3C2410处理器、相关支撑硬件、USB摄像头、嵌入式操作系统Li-nux及应用软件等部分组成,该系统是可以独立工作的“器件”。

2.1 系统的硬件结构

系统硬件部分主要包括S3C2410处理器、储存器和外围电路,其结构框架如图2所示。

结构框架

基于ARM9的嵌入式S3C2410处理器是整个系统的核心,它提供了丰富的片内资源,支持Linux操作系统,并能完成整个系统的调度工作。CPU内置USB控制器,USB摄像头将采集到的图像通过USB接口送与S3C2410进行处理,以等待发送。网络芯片DM9000有成熟的Linux驱动程序支持,其100Mb/s以太网接口,以传输速率快为设计首选。

2.2 构建基于S3C241O的嵌入式Linux系统

Linux是一款可以免费使用,且源码开放以便开发人员随意裁剪,且具有稳定性能的操作系统。宿主机选用Red Hat公司的IAnux9.0服务器版,并在其上构建嵌入式Linux开发平台需要的交叉编译环境。

在S3C2410上搭建嵌入式Linux软件平台需要完成引导加载程序Boot loader的移植;Linux操作系统内核的移植和包含应用程序的文件系统移植。

Boot Loader是在操作系统内核运行之前执行的一段小程序。Linux内核有自己的结构体系,智能家居系统的Linux内核由标准Linux内核裁剪而来。设计直接通过系统调用访问Linux的内核资源,编译内核时加入USB摄像头Webeve 2000主芯片OV511的驱动和以太网控制芯片DM90-00的驱动,文件系统选用Ramdisk技术。


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