基于GEC6818的嵌入式智能监控系统设计
一、主要功能：
(1)当进入监控操作界面后，先是解锁界面，解锁后点击选项进入后，有四个功能按钮模块，分别是：监控（打开摄像头）、录制、播放（显示已经拍的视频）、抓拍、退出（退回到主界面）。
二、详细设计
嵌入式开发板型号GEC6818，开发平台Ubuntu。
1，摄像头模块；
在Linux系统下采集摄像头数据，需要用到V4l2的API接口 摄像头的采集的视频画面：是由一帧一帧的数据组合在一起帧格式： mjpeg yuyv rgb yuv 帧的原始格式由摄像头厂家编写的，此时需要调用V4l2 API进行代码的编写Video for Linuxtwo(Video4Linux2)简称V4L2，是V4L的改进版。V4L2是linux操作系统下用于采集图片、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，可以实现图片、视频、音频等的采集。在远程会议、可视电话、视频监控系统和嵌入式多媒体终端中都有广泛的应用。在Linux下，所有外设都被看成一种特殊的文件，成为“设备文件”，可以象访问普通文件一样对其进行读写。一般来说，采用V4L2驱动的摄像头设备文件是/dev/video7。V4L2支持两种方式来采集图像：内存映射方式(mmap)和直接读取方式(read)。V4L2在include/linux/videodev.h文件中定义了一些重要的数据结构，在采集图像的过程中，就是通过对这些数据的操作来获得最终的图像数据。应用程序通过V4L2进行视频采集的原理V4L2支持内存映射方式(mmap)和直接读取方式(read)来采集数据，前者一般用于连续视频数据的采集，后者常用于静态图片数据的采集，本文重点讨论内存映射方式的视频采集。应用程序通过V4L2接口采集视频数据分为五个步骤：
首先，打开视频设备文件，进行视频采集的参数初始化，通过V4L2接口设置视频图像的采集窗口、采集的点阵大小和格式;
其次，申请若干视频采集的帧缓冲区，并将这些帧缓冲区从内核空间映射到用户空间，便于应用程序读取/处理视频数据;
第三，将申请到的帧缓冲区在视频采集输入队列排队，并启动视频采集;
第四，驱动开始视频数据的采集，应用程序从视频采集输出队列取出帧缓冲区，处理完后，将帧缓冲区重新放入视频采集输入队列，循环往复采集连续的视频数据;
第五，停止视频采集。
用户工作流程：
打开设备－> 检查和设置设备属性－>设置帧格式－> 设置一种输入输出方法（缓冲区管理）－> 循环获取数据－> 关闭设备。
#include //printf scanf
#include //open write read lseek close
#include
#include
#include
#include
#include
#include "jpeg.h"
#include "camera.h"
#include "api_v4l2.h"
#include "jpeglib.h"
static unsigned char g_color_buf[FB_SIZE]={0};
int ts_x, ts_y;
int flag = 1;
int lcd_fd;
int *mmap_fd;
struct jpg_data video_buf;//定义结构体变量
//初始化LCD
int lcd_open(void)
{
lcd_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if(lcd_fd<0)
{
printf("open lcd error\n");
return -1;
}
return 0;
}
int mmap_lcd(void)
{
mmap_fd = (int *)mmap( NULL, //映射区的开始地址，设置为NULL时表示由系统决定映射区的起始地址
FB_SIZE, //映射区的长度
PROT_READ|PROT_WRITE, //内容可以被读取和写入
MAP_SHARED, //共享内存
lcd_fd, //有效的文件描述词
0 //被映射对象内容的起点
);
return lcd_fd;
}
//LCD画点
void lcd_draw_point(unsigned int x,unsigned int y, unsigned int color)
{
*(mmap_fd+y*800+x)=color;
}
//显示摄像头捕捉
int show_video_data(unsigned int x,unsigned int y,char *pjpg_buf,unsigned int jpg_buf_size)
{
/*定义解码对象，错误处理对象*/
struct jpeg_decompress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;
unsigned char *pcolor_buf = g_color_buf;
char *pjpg;
unsigned int i=0;
unsigned int color =0;
//unsigned int count =0;
unsigned int x_s = x;
unsigned int x_e ;
unsigned int y_e ;
pjpg = pjpg_buf;
/*注册出错处理*/
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
/*创建解码*/
jpeg_create_decompress(&cinfo);
/*直接解码内存数据*/
jpeg_mem_src(&cinfo,pjpg,jpg_buf_size);
/*读文件头*/
jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
/*开始解码*/
jpeg_start_decompress(&cinfo);
x_e = x_s+cinfo.output_width;
y_e = y +cinfo.output_height;
/*读解码数据*/
while(cinfo.output_scanline < cinfo.output_height )
{
pcolor_buf = g_color_buf;
/* 读取jpg一行的rgb值 */
jpeg_read_scanlines(&cinfo,&pcolor_buf,1);
for(i=0; i660 && ts_x<790 && ts_y>10 && ts_y<60)//实时监控
{
linux_v4l2_get_yuyv_data(&video_buf);//获取摄像头捕捉的画面
show_video_data(0, 0, video_buf.jpg_data, video_buf.jpg_size);//显示摄像头捕捉的画面
}
if(ts_x>660 && ts_x<790 && ts_y>200 && ts_y<220)//zhuapai
{
linux_v4l2_get_yuyv_data(&video_buf);//获取摄像头捕捉的画面
show_video_data(0, 0, video_buf.jpg_data, video_buf.jpg_size);//显示摄像头捕捉的画面
sprintf(path, "./video/%d.jpg",1);
fd_jpg = open(path, O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC);
if(fd_jpg == -1)
{
printf("creat err\n");
printf("video err\n");
}
write(fd_jpg, video_buf.jpg_data, video_buf.jpg_size);
printf("成功抓拍%d张\r\n",1);
show_jpeg("./video/1.jpg");
sleep(5);
close(fd_jpg);
ts_x=ts_y=0;
}
if(ts_x>650 && ts_x<800 && ts_y>110 && ts_y<180)
{
linux_v4l2_get_yuyv_data(&video_buf);//获取摄像头捕捉的画面
show_video_data(0, 0, video_buf.jpg_data, video_buf.jpg_size);//显示摄像头捕捉的画面
cnt++;
sprintf(path, "./video/%d.jpg",cnt);
fd_jpg = open(path, O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC);
if(fd_jpg == -1)
{
printf("creat err\n");
printf("video err\n");
}
write(fd_jpg, video_buf.jpg_data, video_buf.jpg_size);
printf("成功录制%d张\r\n",cnt);
close(fd_jpg);
//ts_x=ts_y=0;
}
//播放录制的图像
if(ts_x>710 && ts_x<800 && ts_y>280&& ts_y<310)
{
int shu;
printf("开始播放。。。\r\n");
for(shu=1;shu<=cnt;shu++)
{
sprintf(path,"./video/%d.jpg",shu);
show_jpeg(path);
usleep(30000);
}
printf("播放结束！！！\r\n");
ts_x=ts_y=0;
//break;
}
if(ts_x>660 && ts_x<790 && ts_y>410 && ts_y<480)//退出监控
{
printf("\n======退出监控======\n");
flag = 0;
//break;
//return;
}
}
//关闭摄像头
linux_v4l2_yuyv_quit();
lcd_close();
return 0;
}
参考：
https://blog.csdn.net/eastmoon502136/article/details/8190262
https://www.cnblogs.com/cheng-zhen/p/3158958.html
2、 LCD显示模块
通过open打开LCD屏幕驱动（/dev/fb0），然后通过read读取bmp图片数据。期间需要把24bmp的数据转换成32位的LCD数据，通过write将转换的32位数据写入屏幕驱动里面，之后关闭lcd和bmp。最后将此模块封装成函数show_bmp()，以便调用。对JPEG图片的显示通过jpeglib库实现，具体函数已封装为lcd_draw_jpg（）。
x : 起点
y : 起点
pjpg_path ：图片路径
pjpg_buf ：默认为NULL
jpg_buf_size：默认设为0
jpg_half : 为1时显示一半，为0时显示全部
*/
int lcd_draw_jpg(unsigned int x,unsigned int y,const char *pjpg_path,char *pjpg_buf,unsigned int jpg_buf_size,unsigned int jpg_half)
{
char g_color_buf[FB_SIZE]={0};
//初始化LCD
int g_fb_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
if(g_fb_fd<0)
{
printf("open lcd error\n");
return -1;
}
int *g_pfb_memory = (int *)mmap( NULL, //映射区的开始地址，设置为NULL时表示由系统决定映射区的起始地址
FB_SIZE, //映射区的长度
PROT_READ|PROT_WRITE, //内容可以被读取和写入
MAP_SHARED, //共享内存
g_fb_fd, //有效的文件描述词
0 //被映射对象内容的起点
);
/*定义解码对象，错误处理对象*/
struct jpeg_decompress_struct cinfo;
struct jpeg_error_mgr jerr;
char *pcolor_buf = g_color_buf;
char *pjpg;
unsigned int i=0;
unsigned int color =0;
unsigned int count =0;
unsigned int x_s = x;
unsigned int x_e ;
unsigned int y_e ;
int jpg_fd;
unsigned int jpg_size;
unsigned int jpg_width;
unsigned int jpg_height;
if(pjpg_path!=NULL)
{
/* 申请jpg资源，权限可读可写 */
jpg_fd=open(pjpg_path,O_RDWR);
if(jpg_fd == -1)
{
printf("open %s error\n",pjpg_path);
return -1;
}
/* 获取jpg文件的大小 */
jpg_size=file_size_get(pjpg_path);
/* 为jpg文件申请内存空间 */
pjpg = malloc(jpg_size);
/* 读取jpg文件所有内容到内存 */
read(jpg_fd,pjpg,jpg_size);
}
else
{
jpg_size = jpg_buf_size;
pjpg = pjpg_buf;
}
/*注册出错处理*/
cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);
/*创建解码*/
jpeg_create_decompress(&cinfo);
/*直接解码内存数据*/
jpeg_mem_src(&cinfo,pjpg,jpg_size);
/*读文件头*/
jpeg_read_header(&cinfo, TRUE);
/*开始解码*/
jpeg_start_decompress(&cinfo);
if(jpg_half)
{
x_e = x_s+(cinfo.output_width/2);
y_e = y +(cinfo.output_height/2);
/*读解码数据*/
while(cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
{
pcolor_buf = g_color_buf;
/* 读取jpg一行的rgb值 */
jpeg_read_scanlines(&cinfo,(JSAMPARRAY)&pcolor_buf,1);
/* 再读取jpg一行的rgb值 */
jpeg_read_scanlines(&cinfo,(JSAMPARRAY)&pcolor_buf,1);
for(i=0; i<(cinfo.output_width/2); i++)
{
/* 获取rgb值 */
color = *(pcolor_buf+2);
color = color | *(pcolor_buf+1)<<8;
color = color | *(pcolor_buf)<<16;
/* 显示像素点 */
*(g_pfb_memory+y*800+x)=color;
pcolor_buf +=6;
x++;
}
/* 换行 */
y++;
x = x_s;
}
}
else
{
x_e = x_s+cinfo.output_width;
y_e = y +cinfo.output_height;
/*读解码数据*/
while(cinfo.output_scanline < cinfo.output_height )
{
pcolor_buf = g_color_buf;
/* 读取jpg一行的rgb值 */
jpeg_read_scanlines(&cinfo,(JSAMPARRAY)&pcolor_buf,1);
for(i=0; i3、触摸屏驱动
首先打开触摸屏的设备驱动 /dev/input/event0，然后通过read从驱动读取触摸信息，之后自己定义结构体保存触摸信息，并分析触摸信息和使用触摸屏信息。最后将此模块封装成函数touch_screen库，以便调用。
#include "touch_screen.h"
int fd_ev0;
int open_ts(void)//1，打开触控屏(open)
{
fd_ev0 = open("/dev/input/event0", O_RDWR);
if(fd_ev0 == -1)
{
printf("open event0 fail!\n");
}
return 0;
}
int read_ts(int *coordinate_x, int *coordinate_y)//2，读取触控屏的信息到结构体中。(read)
{
int ret;
struct input_event coordinate;
while(1)
{
read(fd_ev0, &coordinate, sizeof(struct input_event));
if(coordinate.type==3 && coordinate.code==0 && coordinate.value>0 && coordinate.value<800)
{
*coordinate_x = coordinate.value;
}
if(coordinate.type==3 && coordinate.code==1 && coordinate.value>0 && coordinate.value<480)
{
*coordinate_y = coordinate.value;
}
if(coordinate.type==1 && coordinate.code==330 && coordinate.value==0)
{
break;
}
}
return 0;
}
int close_ts(void)
{
close(fd_ev0);
return 0;
}效果图如下:
源代码见src下，lib下库可直接移植使用。
完整工程文件下载地址：https://download.csdn.net/download/ywueoei/11265808