基于arm和linux平台的移动视频监控小车研制研究

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1、基于ARM和Linux平台的移动视频监控小车研制研究摘要：该文设计一种基于Linux平台和ARM的移动视频�O控小车。介绍了移动视频监控小车的系统总体结构、软件设计与硬件设计。主控器选用ARM9系列S3C2440作为处理器，电机驱动芯片选择L298N，电机驱动器选择AVR单片机ATmega16L作为处理器，实现控制小车的转向与速度；ARM9采用Linux操作系统。在整机运行和调试表明，移动视频监控小车达成了图像采集、温度探测、无线通信等功能。中国8/vie　　关键词：视频监控；移动小车；嵌入式系统；ARM；Li

2、nux　　中图分类号：TP311文献标识码：A：1009-3044（2016）34-0081-03　　随着科技在不断地发展，特别是在网络与系统方面，取得了长足进步，嵌入式系统与因特网的结合成为物联网、大数据时代中的发展骨干。嵌入式技术日益成熟的同时，基于嵌入式技术的研究逐渐与日常生活紧密联系起来，基于网络远程控制视频监控可移动小车成为目前人们关注的焦点，其在各行各业中都具有广泛的应用前景。　　1系统总体结构及硬件平台设计　　1.1系统总体结构的框架　　移动视频监控小车与PC机之间可以利用无线网络相互连接，通过采

3、用无线网卡及无线路由器将移动视频监控小车获取的信息传递给PC机，然后通过PC机的分析处理，将小车获取的画面转换成视频影像，展示在PC上。系统的结构框架如图1所示。　　1.2设计硬件控制系统　　以移动视频监控小车为系统核心部分，主要响应来自PC机的视频采集数据相关指令，比如采集动作指令、信息传输指令、小车控制指令等。本次研究以四轮小车作为移动小车的本体，并在小车上搭载S3C2440开发板，构成小车整体框架，再结合移动电源、USB摄像头、USB无线网卡、直流电机、电机控制模块等有机结合，共同形成小车的功能系统。其中

4、，电机控制模块组成如图2所示。　　1.2.1主控制板　　选择适合的RAM、FLASH以及CPU等，这对应用程序和操作系统的运行都很重要。本文中选择ARM9S3C2440处理器作为主控制板。　　1.2.2存储器系统　　在主控制板上所用到的存储器主要有FLASH与SDRAM这两种。在嵌入式系统中内存主要是用SDRAM，它的特点是价格便宜、运行速度快以及存储量大。对系统初始化后，将应用程序复制到SDRAM当中运行，从而提升程序的运行速度。在本系统中以并接方式将2片SDRAM组成64M的SDRAM，数据的宽度是32位。

5、在本系统中用到的FLASH主要是NAND与NOR这2种，去其中NANDFLASH具有改写速度快和容量较大的特点，，适合用于存储大量的数据。而其中采用的NORFLASH，特点突出，即可将编译好二进制程序文件置入芯片中，执行过程会避免程序向RAM中复制的过程。　　1.2.3以太网接口模块　　网卡芯片型号选择DM9000。它是台湾生产的，内部集成有媒体访问控制协议MAC，并且也有10/100M物理接口收发器PHY，这一芯片存在16k大容量的FIFO，同时具有4路多功能GPIO。最大支持3.3V电压和5V的输入电压，同

6、时能通过其他方式对内部存储数据进行操作。它拥有16K大容量FIFO与4路多功能的GPIO。它可以同时支持3.3V的输出电压和5V的输入电压，并可以使用多种方式对其内部存储器进行数据操作，DM9000网卡芯片之所以应用广泛，主要与其优秀的通信能力存在直接关系，且其更便于开发，较少开发的周期。　　1.2.4电机驱动模块　　电机驱动器选择AVR单片机ATmega16L作为处理器，其控制芯片采用L298N，它可以驱动步进电机或直流电机，其工作电流大，工作电压高，最大瞬间输出电流为3A，最高工作电压可达46V，L298N

7、的内部集成了2个H桥式驱动器，驱动步进电机会置留电机很方便。它提供了2个使能控制端和4个信号引脚，通过逻辑电平来对5个信号控制引脚进行控制。利用两两并接方式将4个直流电机连接到L298N模块上。（图2为L298N模块电路原理）　　在图2中的M2与M1分别连接到小车上的4个电机，控制电平接到IN1，IN2，IN3，IN4上，这样就能通过调整GPIO口的电平高低来控制M1，M2端所连接的直流电机。　　2搭建嵌入式软件开发平台　　2.1建立交叉编译环境　　交叉编译是常用的一种程序编译方式，利用宿主机进行程序的交叉编译

8、，然后将目标代码发送至目标机，形成二进制程序文件，并在嵌入式平台系统中运行，实现程序的功能。这一过程可看作一个交叉编译的环境，如图3所示。　　交叉编译工具链需要在编译之前安装到宿主机上，这种工具链通过应用程序与交叉编译的系统内核实现程序的运行。把所需程序代码在PC机上编写好，然后经arai-linux-gcc编译器将程序翻译成艾玛，并在设计好的目标机小车上运行。　　2.2建立TFTP和