基于 ARM 的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在/usr/local/man/manl目錄下會(huì)生成cjpeg.l、djpeg.l、jpegtran.l、rdjpgcom.l、wrjpgcom.l、snapscreenshop.l六個(gè)文件，在/usr/local/arm/3.4.3/arm-linux/lib目錄下會(huì)生成libjpeg.a、libjpeg.la、libjpeg.so、 libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0五個(gè)函數(shù)庫，libjpeg.so.62、libjpeg.so.0.0就是我們需要的庫，將它拷貝到arm-linux里，這樣ARM就支持JPEG壓縮格式的圖像。圖像壓縮的一些重要函數(shù)如下：

char *filename = first.jpeg;//指定壓縮后的圖像所存放的目標(biāo)文件
struct jpeg_compress_struct cinfo;//申請(qǐng)并初始化JPEG壓縮對(duì)象
struct jpeg_error_mgr jerr; // 聲明錯(cuò)誤處理器
JSAMPROW row_pointer[1]; // 一行位圖
int row_stride; // 每一行的字節(jié)數(shù)
int line; //每一列的字節(jié)數(shù)
jpeg_create_compress(cinfo);
cinfo.image_width = width; // 圖像的寬、高和深度
cinfo.image_height = height;
cinfo.input_components = depth;
cinfo.in_color_space=JCS_RGB;// 彩色圖像
jpeg_set_quality(cinfo, JPEG_QUALITY, TRUE ); // 設(shè)定壓縮質(zhì)量
cinfo.dct_method=JDCT_FASTEST; // DCT離散余弦變換
jpeg_start_compress(cinfo, TRUE); //開始進(jìn)行JPEG圖像壓縮
while (cinfo.next_scanline cinfo.image_height)//對(duì)每一行進(jìn)行壓縮
jpeg_destroy_compress(cinfo); //釋放壓縮工作過程中所申請(qǐng)的資源
采集到的圖像如圖5所示。如果要進(jìn)行連續(xù)幀的采集由grab_fd.frams來確定需要采集的幀數(shù)，最多支持一次采集32幀。

圖5 采集的圖像

GPRS DTU通過全功能串口與ARM開發(fā)板相連接，在arm-linux的指令調(diào)度下將ARM采集到的圖像通過串口通信傳輸?shù)紾PRS DTU。arm-linux是通過設(shè)備文件訪問串口的，在訪問具體的串行端口時(shí)，只需打開相應(yīng)的設(shè)備文件即可。串行端口Port1和Port2對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件分別為/dev/ttyS0和/dev/ttyS1。若要使用串口進(jìn)行通信必須在通信兩端設(shè)置好串口的屬性，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈省鬏數(shù)臄?shù)據(jù)格式、是否有奇偶校驗(yàn)位、流控方式等。在Linux下進(jìn)行串口設(shè)置，涉及一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct termios，設(shè)置串口波特率struct termios Opt，設(shè)置串口數(shù)據(jù)位
struct termios Opt;
Opt.c_cflag = ~CSIZE; //屏蔽字符大小位
Opt.c_cflag |= ~CS8; //選擇8位數(shù)據(jù)位
設(shè)置串口校驗(yàn)位與此相關(guān)的宏定義有：
#define PARENB 0000400 //PARENB控制是否使能奇偶校驗(yàn)
#define PARODD 0001000 //PARODD控制使用奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)
設(shè)置串口停止位與停止位相關(guān)的宏定義只有CSTOPB，設(shè)置termios結(jié)構(gòu)的.c_cflag成員即可。
#define CSTOPB0000100
Opt.c_cflag = ~CSTOPB;//1位停止位
Opt.c_cflag |= ~CSTOPB;//2位停止位
設(shè)置串口波特率：
串口使用open函數(shù)執(zhí)行打開操作，open( )函數(shù)帶有兩個(gè)參數(shù)，其中參數(shù)1為要打開的設(shè)備文件名，參數(shù)2為打開方式。它們的含義如下。

O_RDWR:既可讀也可寫。

O_NOCTTY:告訴嵌入式Linux，該程序不想成為此端口的“控制終端”。如果應(yīng)用程序不強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，那么任何輸入都會(huì)影響程序的執(zhí)行。

O_NDELAY:表示該程序不關(guān)注DCD信號(hào)線所處的狀態(tài)，即不管對(duì)端設(shè)備是在運(yùn)行或是掛起。如果不設(shè)置該標(biāo)志，則程序會(huì)被設(shè)置為睡眠狀態(tài)，直到DCD信號(hào)為低為止。

使用close(fd)系統(tǒng)調(diào)用關(guān)閉串口。關(guān)閉一個(gè)串口通常會(huì)將DTR信號(hào)設(shè)置為低電平，如果外接GPRS DTU，就會(huì)將GPRS DTU掛起。使用write( )函數(shù)向串口寫入數(shù)據(jù)，write調(diào)用若正確，返回發(fā)送的字節(jié)數(shù)，否則返回-1。從串口讀取數(shù)據(jù)如果在原始數(shù)據(jù)的模式下對(duì)端口進(jìn)行操作，read( )函數(shù)調(diào)用將返回串行口輸入緩沖區(qū)所有的數(shù)據(jù)。如果沒有數(shù)據(jù)，那么該進(jìn)程將被阻塞，處于等待狀態(tài)，直到數(shù)據(jù)到來，或者到了規(guī)定時(shí)間和出現(xiàn)錯(cuò)誤為止。通過如下方法，能使read( )函數(shù)調(diào)用立即返回。

系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)監(jiān)控中心服務(wù)器采用PC實(shí)現(xiàn)，使用Windows操作系統(tǒng)，使用VC++編寫上位機(jī)程序，利用TCP/IP通信，輸入監(jiān)控端的IP地址后，上位機(jī)可以與監(jiān)控端通信，接收到傳輸過來的圖像，如圖6所示。該系統(tǒng)大概3～5秒傳輸一幅圖像。

圖6接收到的圖像

本監(jiān)控系統(tǒng)支持短信和電話喚醒功能，也就是說通過短信和電話撥號(hào)就可以對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使其進(jìn)入工作狀態(tài)，進(jìn)行信息傳輸。具有連接時(shí)機(jī)可控功能，支持永遠(yuǎn)在線、空閑下線和空閑掉電3種工作方式。在不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可以進(jìn)入下線狀態(tài)，大大節(jié)約了通信費(fèi)用，而在需要重新開始數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以用手機(jī)給監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送短信或打電話將其喚醒，恢復(fù)與數(shù)據(jù)中心的連接，也可以隨時(shí)隨地發(fā)短信對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行配置，方便管理。