基于ARM9的转辙机缺口监测图像采集模块设计

将Linux源代码包放置在工作目录下解压，用命令：#tar xjvf linux-2．4．18．tar．bz2。编译内核，在终端输入命令：#make menu config命令，选择“load analternate configuration file”，装载arch／am目录下的2410配置文件。建立依赖关系，在终端运行命令：#make dep。编译内核，在终端输入命令：#make zImage。编译完成后在arch／arm／boot目录下会生产ARM Linux内核映像文件zIm age，用FlashFXP软件的FTP下载。
4．3 图像采集应用程序
在图像采集设备驱动安装后，只需再编写一个视频流采集应用程序，即可采集视频图像。
前面提到Linux系统中把设备看成设备文件，在用户空间可以通过标准的I／O系统调用函数操作设备文件，从而达到与设备通信交互的目的。视频设备在Linux系统下为一个字符型设备，分配给视频设备使用的主设备号固定为81，次设备号为0～31。在Linux系统中通常使用设备名为video0～video31，使用以下命令在设备文件夹／dev／下创建1名称为video0的节点：# mknod／dev／video0 c 81 0配置Video4Linux内核：在终端使用make menuconfig命令打开S3C2410Linux内核编译的Main Menu窗口，并进入“Multimedia devices→”菜单选项，然后将Video For Linux配置为模块；返回主菜单(Main Menu)，再进入“USB support→”菜单选项，然后将USB Camera support设置为模块，退出并保存配置，使用make dep命令建立文件依联关系，然后使用make modules命令编译链接模块。编译链接完成后，在／linyx／kernel／driv ers ／media／video文件夹中生成videodev．o模块，在／linux／kemel／drivers／usb／文件夹中生成ov511．o模块，ov511芯片直接就支持Linux，使用这款芯片的摄像头有网眼V2000。
利用V4L API获取视频图像的应用程序流程，如图6所示。

下面简要介绍其实现：
(1)打开视频设备，这里用int v41_open(char*，v41_device*)实现。
(2)获得设备信息的任务，这里用extern int v41_get_capability(v41_device*)实现。函数有vd->capability和vd->picture两个结构体。capability主要包括设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等。picture结构包括了亮度，对比度，色深。及两个函数中最主要的语句ioctl。对于ioctl的行为，它是由驱动程序提供和定义的，在这里是由v41所定义，其中宏VIDIOCGCAP和VIDIOCGPICT的分别表示获得视频设备的capability和picture。
运用int v41_get_mbuf(v41_device*vd)函数。通过这个结函数可以获得摄像头可映射的设备存储图像的内存大小、摄像头可同时存储的帧数、每一帧图像的偏移量。
(3)按需要更改设备的相应设置，通过int v41_set_picture函数实现。其核心是v41为提供的ioctl相关调用，通过这个函数可以修改如亮度，对比度等相关的值。
(4)获得采集到的图像数据，通过extern int v41_grab_picture实现。先使用ioctl(fd，VIDIOCGMBUF，grab_vm)函数获得摄像头存储缓冲区的帧信息，之后修改voideo_mmap中的设置，例如重新设置图像帧的垂直及水平分辨率、彩色显示格式。其中vd->map所指向的数据就是图像数据。
采集其中的第一帧，使用ioctl(fd，VIDIOCMCAPTURE，grab_buf)函数，若调用成功，则激活设备真正开始一帧图像的截取，是非阻塞的。接着使用ioctl(fd，VIDIOCSYNC，frame)函数判断该帧图像是否截取完毕，成功返回表示截取完毕，之后就可把图像数据写入到Frame Buffer。
然后利用grab_fd．frames值确定采集完毕摄像头帧缓冲区帧数据进行循环的次数。在循环语句中，也是使用VIDIOCMCCAPTURE? ioctl和VIDIOCSYNC?ioctl函数完成每帧截取，但要给采集到的每帧图像赋地址，利用语句buf=grab_data+grab_vm．offsets[frame]，然后保存文件的形式。若要继续采集可再加一个外循环，在外循环语句只要给原来的内循环再赋frame=0即可。通过显示屏把采集到的视频图像显示出来。
(5)关闭设备，int v41_close(v41_device*)，主要是关闭设备，取消映射。

5 图像采集效果
将摄像头插入到USB主机下行口，这时在终端上将打印以下信息：
ov511．c：USB OV511+camera found
ov511．c：Camera type(108)not recognized
ov511．c：Please notify mmcclell@bigfoot．com of the name，
ov511．c：manufacturer，model．and this number of your camera.
ov511．C：Also include the output of the detection process.
ov511．c：Sensor iS an OV7620
ov511．c：Device registered on minor 0
进入到本实验程序所在文件夹，运行本实验程序，观察液晶屏的图像效果：
#／videodemo