圖像采集與藍牙傳輸設計方案 - 最受工程師喜愛的ARM設計方案精華集錦

　　基于ARM Linux的圖像采集與藍牙傳輸

　　嵌入式Linux系統具有可移植性好、網絡功能強、優秀的GNU編譯工具、免費的開放源代碼等優點。S3C2410處理器是一款采用ARM920T結構，內部資源非常豐富的32位嵌入式處理器。USB攝像頭具有低廉的價格，良好的性能，加上Linux下有V4L支持對其編程，很容易集成到嵌入式系統中。藍牙技術是目前被認可的短距離無線通信技術，廣泛應用于手機、電腦以及汽車免提系統。

　　本文介紹基于嵌入式Linux的USB圖像采集系統，并通過構建好的嵌入式Linux下的藍牙環境將采集到的圖片傳送到藍牙手機上，實現監控功能。

　　1 軟硬件平臺概述

　　系統硬件平臺如圖1所示。該平臺軟件上采用嵌入式Linux操作系統；硬件上采用Samsung公司的S3C2410處理器，另外配置了64 MB的NAND Flash存儲器和64MB的SDRAM，通過以太網控制芯片CS8900擴展一個10M以太網接口。引出兩個USB主口，一個接USB攝像頭，一個接USB藍牙適配器；將通過USB攝像頭采集到的圖像數據輸出到緩沖區中，保存成文件，并通過藍牙傳輸到藍牙手機上。

　　2 攝像頭驅動

　　在Linux下已經支持的攝像頭驅動是采用ov511芯片的攝像頭。使用這款芯片的攝像頭有網眼2000／3000等系列，而現在市面上常見的攝像頭芯片大多采用中芯微的zc0301、zc0302和zc0303等。Linux內核中并沒有相關的驅動支持，但可以從網上下載到相關的spca5xx驅動。

　　本系統就采用市面上最常用的zc0301p1芯片的攝像頭。由于是用于ARM開發板上，可以下載專用于嵌入式Linux的spca5xx-LE驅動，LE版的驅動最大限度地減少了內存的使用，符合嵌入式的需要。將下載的驅動加入到內核中，修改Makefile和Kconfig文件，在內核中選中USB_SPCA5XX，編譯后就將攝像頭的驅動加入到內核映像中了。

　　【詳情參閱：基于ARM Linux的圖像采集與藍牙傳輸】

　　基于ARM9的指紋識別系統的設計和實現

　　生物識別技術是利用人體固有的生理特性（如指紋、臉象、紅膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態等）來進行個人身份的鑒定。生物識別技術比傳統的身份鑒定方法更具安全、保密和方便性。生物特征識別技術具有不易遺忘、防偽性能好、不易偽造或被盜、隨身“攜帶”和隨時隨地可用等優點。

　　生物識別的工作原理是利用生物識別設備對生物特征進行取樣，提取其唯一的特征并將其轉化成數字代碼，并進一步將這些代碼組成特征模板，人們同識別設備交互進行身份認證時，識別設備獲取其特征并與數據庫中的特征模板進行比對，以確定是否匹配，從而決定接受或拒絕該人。而在眾多的用于身份驗證的生物識別技術中，指紋識別技術是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的解決方案。

　　指紋作為人體中最明顯的外表特征，具有獨一無二、普遍性、唯一性、易于采集等優點。指紋鑒定技術利用人類指紋穩定性和獨特性的生理特征，將其作為人們的一種“活的身份證”，并且指紋具有不可替代性，使通過指紋進行身份鑒定的安全性大大提高，且隨著圖像處理模式識別方法的發展和指紋傳感器技術的日臻成熟，指紋鑒定方法在金融、公安、門禁、戶籍管理等領域都有著良好的應用前景。指紋的采集相對容易；指紋的識別算法已經較為成熟。由于指紋識別具有掃描指紋的速度快、方便、小型化等優點，指紋識別技術已經逐漸進入民用市場，并應用到許多嵌入式設備中，但是如何提高指紋識別系統的識別率和穩定性，降低成本以及擴展穩定性和節點分布，存在著一系列技術難題。

　　因此，本文研究了以內含arm核的微處理器AT91SAM7X256為核心，外部擴展指紋傳感器MBF200構成指紋識別服務器硬件；系統軟件移植實時多任務操作系統μC／OS-Ⅱ、文件系統、LwIP，應用軟件實現指紋識別。該方法具有成本低、占用資源少、可擴展性強的特點。

　　1 分布式指紋識別系統原理及硬件設計

　　指紋識別技術主要涉及4個功能模塊：讀取指紋圖像、提取特征、保存數據和比對。通過指紋讀取設備讀取到人體指紋的圖像，然后對原始圖像進行初步處理，使之更清晰，再通過指紋辨識軟件建立指紋的特征數據。軟件從指紋上找到被稱為“節點”（minuTIae）的數據點，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標位置，這些點同時具有7種以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70個節點，所以這種方法會產生大約500個數據。這些數據，通常稱為模板。通過計算機模糊比較的方法。把兩個指紋的模板進行比較，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結果。

　　硬件電路的實現以微處理器AT91SAM7X256為核心，外圍電路主要包括指紋識別模塊MBF200、以太網物理層（PHY）收發器RTL8201BL，大容量的數據FlashAT45DBl61D、硬件日歷時鐘器件DSl302，電源電路、復位和時鐘電路，如圖1所示。

　　【詳情參閱：基于ARM9的指紋識別系統的設計和實現】

　　基于ARM-UClinux的無線家庭網關設計

　　引言

　　隨著網絡技術和信息家電的飛速發展，越來越多的家庭要求建立家庭網絡。家庭網關是整個家庭網絡的核心，它主要實現Internet接入、遠程控制，以及連接家庭內部異構子網的功能。基于PC機方案的家庭網關不僅成本較高，而且要求計算機一直處于開機并可進行通信的狀態，還不能在計算機上運行干擾通信任務的軟件和硬件。所以，為適應普通用戶，家庭網關應設計為基于廉價的非PC機設備。但是，若采用8位、16位單片機，由于速度慢且資源有限，實現TCP/IP協議比較困難，所以也不太理想。

　　因此本文以ARM核的32位嵌入式微處理器作為硬件平臺，結合無線通信技術，通過移植嵌入式操作系統?Clinux，并在其上開發相應的驅動程序、應用程序和嵌入式Web服務器，實現了一個方便、實用的家庭網關。