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1、基于基于 ARM Linux 的图像采集与蓝牙传输的图像采集与蓝牙传输嵌入式 Linux 系统具有可移植性好、网络功能强、优秀的 GNU 编译工具、免费的开放源代码等优点。S3C2410 处理器是一款采用 ARM920T 结构，内部资源非常丰富的 32位嵌入式处理器。USB 摄像头具有低廉的价格，良好的性能，加上 Linux 下有 V4L 支持对其编程，很容易集成到嵌入式系统中。蓝牙技术是目前被认可的短距离无线通信技术，广泛应用于手机、电脑以及汽车免提系统。 本文介绍基于嵌入式 Linux 的 USB 图像采集系统，并通过构建好的嵌入式 Linux 下的蓝牙环境将采集到的图片传送到蓝牙手机上，
2、实现监控功能。 1 软硬件平台概述软硬件平台概述系统硬件平台如图 1 所示。该平台软件上采用嵌入式 Linux 操作系统；硬件上采用Samsung 公司的 S3C2410 处理器，另外配置了 64 MB 的 NAND Flash 存储器和 64MB的 SDRAM，通过以太网控制芯片 CS8900 扩展一个 10M 以太网接口。引出两个 USB 主口，一个接 USB 摄像头，一个接 USB 蓝牙适配器；将通过 USB 摄像头采集到的图像数据输出到缓冲区中，保存成文件，并通过蓝牙传输到蓝牙手机上。2 摄像头驱动摄像头驱动在 Linu 在 Linux 下已经支持的摄像头驱动是采用 ov511 芯片的
3、摄像头。使用这款芯片的摄像头有网眼 20003000 等系列，而现在市面上常见的摄像头芯片大多采用中芯微的zc0301、zc0302 和 zc0303 等。Linux 内核中并没有相关的驱动支持，但可以从网上下载到相关的 spca5xx 驱动。本系统就采用市面上最常用的 zc0301p1 芯片的摄像头。由于是用于 ARM 开发板上，可以下载专用于嵌入式 Linux 的 spca5xx-LE 驱动，LE 版的驱动最大限度地减少了内存的使用，符合嵌入式的需要。将下载的驱动加入到内核中，修改 Makefile 和 Kconfig 文件，在内核中选中 USB_SPCA5XX，编译后就将摄像头的驱动加入
4、到内核映像中了。3 Video4Linux 简介简介Video4Linux(简称“V4L”)是 Linux 下用于获取视频和音频数据的 API 接口，配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序，可以实现影像图片采集、AMFM 广播、频道切换等功能，在远程会议、可视电话、视频监控系统中都有广泛的应用。在 Linux 下，所有外设都被看成是一种特殊文件，称为“设备文件”，可以像访问普通文件一样对其进行读写。一般来说，采用 V4L 驱动的摄像头设备文件是devv4lvideo0。为了通用，可建立一个到devvideo0 的连接。V4L 支持两种方式来捕获图像：mmap(内存映射方式)和 read(直接读
5、取方式)。V4L 在 includelinuxvideodev.h 文件中定义了一些重要的数据结构，在进行图像的采集过程中，就是通过对这些数据的操作来获得最终的图像数据。4 图像采集图像采集在图像采集过程中，采用 V4L 的 read 方式直接读取设备来获取 JPEG 格式的图像数据，具体流程如图 2 所示。4.1 初始化摄像头设备初始化摄像头设备指定要操作的摄像头设备文件devvideo0，调用 open()打开该设备文件，将自定义的数据结构 vdIn 中的成员初始化，包括设备名称(vd-videodevice)、要采集图像的宽度(vd-hdrwidth)和高度(vd-hdrheight)、
6、像素位数(vd-bppIn)、帧大小(vd-framesizeIn)，为帧数据分配存储空间(vd-pFramebuffer)。4.2 设定待采集图像的各种属性设定待采集图像的各种属性zc0301p1 摄像头支持 JPEG 格式的图像采集，定义 VIDEO_PALETTE_JPEG 为21，将其赋值给图像帧的调色板 palette，这是一个必须设置的重要的参数。其他参数(如图像色调、颜色、对比度等)可以先将 VIDIOCGPICT 传递给 ioctl()查看其默认值。如果发觉以上的参数不符合采集图像的规范，则可以将pict.brightness、pict.colour、pict.contrast
7、、pict.white-ness、pict.depth 等重新赋值，再将 VIDIOCSPICT 传递给 ioctl()来重新设置这些参数。4.3 进行图像采集进行图像采集在图像采集过程中，采用 read 方法直接读取设备文件来获取一帧数据保存到缓冲区中，通过 convertframe()函数将 pFramebuffer 中的数据转成完整的 JPEG 格式的数据保存到ptframe 缓存中去，再调用 fwrite()函数将 pt-frame 缓存中的 JPEG 格式数据写入到指定的文件中去，即得到一幅 JPEG 格式的图像。5 蓝牙传输蓝牙传输蓝牙协议规范遵循开放系统互连参考模型(OpenSy
8、stem InterconnectionReferenced Model，OSIRM)，从低到高地定义了蓝牙协议堆栈的各个层次，如图 3 所示。在蓝牙协议体系中，OBEX 位于 RFCOMM 之上。OBEX 提供了对象的表示模型，并通过“Put”和“Get”操作传输对象。设备间的对话遵循客户和服务器间的请求响应模式。OBEX 会话开始由客户端发出连接请求，连接建立成功后服务器发送成功的连接响应，否则发送连接不成功的连接响应。在连接之后，客户端可以通过 Put 请求向服务器“推送(Push)”对象，如果对象较大，Put 请求可以使用多个 Put 请求分组，每个请求分组需返回一个 Put 响应分组
9、。本系统将采集到的图片保存到tmpcap.jpeg，现在要将图片通过蓝牙传输到蓝牙手机上。具体实现过程如下： 在内核中打上蓝牙补丁，加入蓝牙协议的支持，添加 USB 蓝牙适配器的驱动。 编译 bluez 的库和工具。从网上下载 bluez-libs、bluez-utils 和 dbus 库，用 ARM-Linux-gcc 完成交叉编译，得到了 arm 版的 bl uez 库和 bluez 的工具以及 dbus-daemon 工具。这是蓝牙适配器在 ARM Linux 的环境下正常工作所必需的。 启动 USB 蓝牙适配器。要使 USB 蓝牙适配器正常工作，需要用到步骤中编译得到的 dbus-da
10、emon 工具和一些蓝牙工具(如 hciconfig、hcid 等)。dbus 是一个消息传递系统，应用程序间可通过它来相互传递消息。dbus-daemon 是一个守护进程，是运行 hcid所必需的，hcid 用来读入 hcid.conf 文件。该文件是蓝牙设备的一个配置文件，在该配置文件中设置好蓝牙设备的类型、classid、配对码、设备是否可被搜索等其他的属性。 实现文件传输。本系统采用 OBEX 协议的客户服务器模式来传递采集到的图片文件，需要用到蓝牙的 Object PUSH 服务。首先用 sdptool 工具搜索到蓝牙手机的 MAC地址以及 Object PUSH 服务所占用的频道，然后用 rfcomm 工具将该频道绑定到虚拟串口，最后运行 obex_test 完成文件的传输。图 4 是采用 Object PUSH 服务来实现文件传输的流程。结结 语语本设计实现了 ARM Linux 环境下的图像采集工作，构建了 ARM Linux 下的蓝牙工作环境；通过蓝牙的 OBEX 协议和 Object PUSH 服务，实现了 ARM Linux 平台与蓝牙手机之间的文件传输。利用嵌入式系统和无线传输实现远程监控，符合数字化、网络化的发展趋势。
