基于Intel PXA255平台的网络摄像机设计

　　1 系统概述

　　本方案设计的是基于IP网络的实时视频采集、处理及传输系统。整个系统在嵌入式软硬件构架上实现，无需其它设备协助就能独立完成通用目的视频应用，比如视频监控和网络视频会议。

　　1.1 硬件系统概述

　　整个系统除摄像头部分外都是在Intel PXA255评估平台Sitsang(简称Sitsang板)上面实现的。Sitsang板以PXA255为核心，配备了大量的硬件资源，其中通信接口中的以太网控制器和USB Host控制器在本系统中尤为重要。Sitsang板采用Standard Microsystems LAN91C96以太网控制器，它通过U52与网络相连，支持IEEE802.3的10Mb/s模式。Sitsang板采用Philips ISP1161作为USB Host控制器，使用USB Host接口可以使Sitsang板与视频采集摄像头相连。以太网控制器和USB Host控制器通过数据总线收发器(74LVCH32245)以及地址、数据总线驱动器(74LVCH32244)与PXA255相接。整个硬件系统如图1所示。

　　1.2 软件系统概述

　　整个系统软件是在嵌入式Linux基础之上构建的。Sitsang板使用的嵌入工Linux内核是在linux-2.4.19内核上打上patch-2.4.19-sitsang2这个补丁后编译而成。Sitsang板使用的文件系统是针对Flash的无缓冲机制的jffs2文件系统，文件系统中包含应用程序、模块、配置文件、图形界面和库等。Sitsang板使用的是基于Qt/Embedded的图形界面系统。视频信号的采集、压缩和传输是建立在图形界面和嵌入式Linux内核之上的。整个软件系统如图2所示。

　　2 系统设计

　　系统的设计目标是设计一个工作在Sitsang/Intel PXA255和嵌和试Linux平台上，内置视频Web服务器，采用MPEG-4编码标准，支持相关网络传输协议的网络摄像要。系统的设计可以被分为以下几个大部分：

　　*嵌入式Linux内核的移植和编译，文件系统和图形界面系统的安装;

　　*基于嵌入式Linux视频采集模块的设计;

　　*视频图像压缩模块的设计;

　　*基于嵌入式Linux的网络视频流服务模块的设计。

　　2.1 Linux内核、图形界面系统及文件系统的安装

　　2.1.1 嵌入式Linux内核的定制

　　工作在Sitsang板上的嵌入式Linux内核的定制步骤与其它嵌入式平台的开发步骤相似，具有一定的通用性，所以在这里将不再详述，但是要注意两点。

　　①在解压缩Linux内核源代码后，假设源代码是linux-2.4.19.sar.gz，需要为源代码打上Sitsang板的支持补丁：%gzip-dc patch-2.4.19-sitsang2.gz|patch-p0。

　　②在使用make menuconfig定制内核时，注意要让内核支持USB接口的摄像头，具体步骤为：在制定菜单中选择Multimedia devices→Video for Linux，这使得内核被配置了Video4Linux，为视频采集设备提供了编程接口;在菜单中选择USB Support→USB Multimedia devices→USB OV511 Camera Support，这使得在内核中加入了对4采用OV511接口芯片的USB数字摄像头的驱动支持。