基于ARM Linux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，实现监控功能。

　　1 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

　　在Linux下已经支持的摄像头驱动是采用ov511芯片的摄像头。使用这款芯片的摄像头有网眼2000／3000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到内核映像中了。

　　3 Video4Linux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、AM／FM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／dev／v4l／video0。为了通用，可建立一个到／dev／video0的连接。

　　V4L支持两种方式来捕获图像：mmap（内存映射方式）和read（直接读取方式）。

　　V4L在include／linux／videodev.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

　　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

　　指定要操作的摄像头设备文件／dev／video0，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）、像素位数（vd-》bppIn）、帧大小（vd-》framesizeIn），为帧数据分配存储空间（vd-》pFramebuffer）。