嵌入式Linux系統(tǒng)具有可移植性好、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)、的GNU編譯工具、的開放源代碼等優(yōu)點(diǎn)。S3C2410處理器是一款采用ARM920T結(jié)構(gòu)，內(nèi)部資源非常豐富的32位嵌入式處理器。USB攝像頭具有低廉的價(jià)格，良好的性能，加上Linux下有V4L支持對(duì)其編程，很容易集成到嵌入式系統(tǒng)中。藍(lán)牙技術(shù)是目前被認(rèn)可的短距離無線通信技術(shù)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦以及汽車免提系統(tǒng)。

　　本文介紹基于嵌入式Linux的USB圖像采集系統(tǒng)，并通過構(gòu)建好的嵌入式Linux下的藍(lán)牙環(huán)境將采集到的圖片傳送到藍(lán)牙手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。

　　1 軟硬件平臺(tái)概述

　　系統(tǒng)硬件平臺(tái)如圖1所示。該平臺(tái)軟件上采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)；硬件上采用Samsung公司的S3C2410處理器，另外配置了64 MB的NAND Flash存儲(chǔ)器和64MB的SDRAM，通過以太網(wǎng)控制芯片CS8900擴(kuò)展一個(gè)10M以太網(wǎng)接口。引出兩個(gè)USB主口，一個(gè)接USB攝像頭，一個(gè)接USB藍(lán)牙適配器；將通過USB攝像頭采集到的圖像數(shù)據(jù)輸出到緩沖區(qū)中，保存成文件，并通過藍(lán)牙傳輸?shù)剿{(lán)牙手機(jī)上。

　　2 攝像頭驅(qū)動(dòng)

　　在Linu 
x下已經(jīng)支持的攝像頭驅(qū)動(dòng)是采用ov511芯片的攝像頭。使用這款芯片的攝像頭有網(wǎng)眼2000／3000等系列，而現(xiàn)在市面上常見的攝像頭芯片大多采用中芯微的zc0301、zc0302和zc0303等。Linux內(nèi)核中并沒有相關(guān)的驅(qū)動(dòng)支持，但可以從網(wǎng)上到相關(guān)的spca5xx驅(qū)動(dòng)。

　　本系統(tǒng)就采用市面上常用的zc0301p1芯片的攝像頭。由于是用于ARM開發(fā)板上，可以專用于嵌入式Linux的spca5xx-LE驅(qū)動(dòng)，LE版的驅(qū)動(dòng)限度地減少了內(nèi)存的使用，符合嵌入式的需要。將的驅(qū)動(dòng)加入到內(nèi)核中，修改Makefile和Kconfig文件，在內(nèi)核中選中USB_SPCA5XX，編譯后就將攝像頭的驅(qū)動(dòng)加入到內(nèi)核映像中了。

　　3 Video4Linux簡(jiǎn)介

　　Video4Linux(簡(jiǎn)稱“V4L”)是Linux下用于獲取視頻和音頻數(shù)據(jù)的API接口，配合適當(dāng)?shù)囊曨l采集設(shè)備和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，可以實(shí)現(xiàn)影像／圖片采集、AM／FM廣播、頻道切換等功能，在遠(yuǎn)程會(huì)議、可視電話、視頻監(jiān)控系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。

　　在Linux下，所有外設(shè)都被看成是一種特殊文件，稱為“設(shè)備文件”，可以像訪問普通文件一樣對(duì)其進(jìn)行讀寫。一般來說，采用V4L驅(qū)動(dòng)的攝像頭設(shè)備文件是／dev／v4l／video0。為了通用，可建立一個(gè)到／dev／video0的連接。

　　V4L支持兩種方式來捕獲圖像：mmap(內(nèi)存映射方式)和read(直接讀取方式)。

　　V4L在include／linux／videodev.h文件中定義了一些重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行圖像的采集過程中，就是通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的操作來獲得終的圖像數(shù)據(jù)。

　　4 圖像采集

　　在圖像采集過程中，采用V4L的read方式直接讀取設(shè)備來獲取JPEG格式的圖像數(shù)據(jù)，具體流程如圖2所示。

　　4.1 初始化攝像頭設(shè)備

　　指定要操作的攝像頭設(shè)備文件／dev／video0，調(diào)用open()打開該設(shè)備文件，將自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)vdIn中的成員初始化，包括設(shè)備名稱(vd->videodevice)、要采集圖像的寬度(vd->hdrwidth)和高度(vd->hdrheight)、像素位數(shù)(vd->bppIn)、幀大小(vd->framesizeIn)，為幀數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間(vd->pFramebuffer)。

　　4.2 設(shè)定待采集圖像的各種屬性

　　zc0301p1攝像頭支持JPEG格式的圖像采集，定義VIDEO_PALETTE_JPEG為21，將其賦值給圖像幀的調(diào)色板palette，這是一個(gè)必須設(shè)置的重要的參數(shù)。其他參數(shù)(如圖像色調(diào)、顏色、對(duì)比度等)可以先將VIDIOCGPICT傳遞給ioctl()查看其默認(rèn)值。

　　如果發(fā)覺以上的參數(shù)不符合采集圖像的規(guī)范，則可以將pict.brightness、pict.colour、pict.contrast、pict.white-ness、pict.depth等重新賦值，再將VIDIOCSPICT傳遞給ioctl()來重新設(shè)置這些參數(shù)。

　　4.3 進(jìn)行圖像采集

　　在圖像采集過程中，采用read方法直接讀取設(shè)備文件來獲取一幀數(shù)據(jù)保存到緩沖區(qū)中，通過convertframe()函數(shù)將pFramebuffer中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成完整的JPEG格式的數(shù)據(jù)保存到ptframe緩存中去，再調(diào)用fwrite()函數(shù)將pt-frame緩存中的JPEG格式數(shù)據(jù)寫入到指定的文件中去，即得到一幅JPEG格式的圖像。

參考文獻(xiàn):

[1]. ARM920T datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/ARM920T_139814.html.
[2]. zc0301 datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/zc0301_732115.html.
[3]. zc0302 datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/zc0302_732116.html.