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1、毕业设计基于ARM处理器S3C2440的越界检测预警系统设计学生姓名学 号学 院计算机与电子信息工程专 业电子信息工程班 级电信0804指导教师职 称湖 南 商 学 院2012年5月湖南商学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业设计作者签名： 年 月 日内容摘要越界检测预警系统是用嵌入式平台搭配嵌入式
2、Linux系统采用视频监控、图像识别、运动学检测等技术来实现视频监控。也可以称之为视频监控系统。借助于计算机强大而快速的数据处理能力过滤掉视频画面无用的信息以及干扰信息。系统能够自动识别不同物体，并且分析抽取视频源中的有用信息，准确而快速的定位事故的现场，判断监控现场非正常情况，从而用最快的速度报警。非常有效地完成事前预警，事中处理，事后及时取证的全天候、全自动、实时监控的功能。该系统主要包括三个动作：视频采集、对运动的物体做出判断以及发现越界物体报警。本文的核心内容是嵌入式Linux系统，整个越界检测系统由以下三部分组成：嵌入式硬件开发平台，通用usb摄像头和带触摸功能的LCD显示。嵌入式硬
3、件开发平台是整个系统的控制核心,它运行嵌入式Linux系统，控制摄像头、触摸屏和LCD，采用Linux作为嵌入式操作系统，通过对Linux的万能摄像头驱动v4l2驱动进行参数设置，控制摄像头的启动、采集图像、存储、图像处理和关闭摄像头等一系列的动作。视频监控系统广泛应用于小区监控、交通管理监控等领域，本论文就是基于这种需求的基础上所进行的研究，论文基于Linux系统上，对摄像头驱动v4l2驱动进行参数修改，实现对摄像头的读取，在QT界面上显示相关视频数据。本论文介绍了嵌入式监控系统的相关技术及本程序的结构分析和具体功能的实现。关键字S3C2440； Linux； 视频采集； Otsu算法ABS
4、TRACTCross the border inspection warning system is to use embedded platform embedded Linux system USES tie-in video monitoring, image recognition, kinematics detection technology to realize the video monitoring. Also can call video monitoring system. With the powerful and fast computer data processi
5、ng ability to filter out video screen useless information and disrupting the information. System can automatic identification of different object, and analysis of the useful information from video source, accurate and rapid location at the scene of the accident, judge the abnormal condition monitori
6、ng, and with the fastest speed report to the police. Very effectively do advance warning, and deal with the affair, later timely evidence, full automatic, all-weather real-time monitoring of function. The system mainly includes three action: video collection, of the movement to make judgments and fo
7、und objects cross-border object alarm. This paper is the core content of the embedded Linux system, the whole cross-border detection system is made up of the following three parts: the embedded hardware development platform, and general usb cameras and touch the function with LCD display. Embedded h
8、ardware development platform is the entire system of control core, it run embedded Linux system, control the camera, touch screen and LCD, using Linux as embedded operating system, through to the Linux universal camera driving v4l2 driver set parameters, control of the camera start, collecting image
9、s, storage, image processing and closed camera etc a series of actions.Video monitoring system applied to village monitoring, traffic management monitoring, etc, this paper is based on the needs of the basis of the research, based on Linux system, the camera driving v4l2 drive change the parameters,
10、 and to realize the read of the camera, in QT interface shown on video related data. This paper introduces the embedded control system in the relevant technology and this program structure analysis and the realization of the function of concrete.KEY WORDSS3C2440； Linux； Video Capture； Otsu arithmeti
11、c目 录目 录11. 绪 论11.1 研究的目的及意义11.1.1 研究目的11.1.2 课题研究的意义11.2 课题研究的现状、发展趋势和应用21.2.1 课题研究现状21.2.2 视频监控技术的发展趋势21.2.3 视频监控在生活中的主要应用31.3 嵌入式开发平台概述31.3.1 嵌入式处理器的特点和分类31.3.2 嵌入式处理器的特点41.4 ARM处理器介绍41.4.1 S3C2440的结构42. 越界检测系统的总体设计62.1 系统的总体架构和功能62.2 越界检测预警系统的关键技术分析72.3 摄像头介绍72.4 系统结构83. 嵌入式 LINUX 应用软件平台搭建93.1 嵌入
12、式 LINUX 系统概述93.2 嵌入式 LINUX 系统移植93.2.1 Bootloader 的介绍及移植93.2.2 Linux 系统的移植123.2.3 系统的调试工具183.3 QT203.3.1 QT的介绍和安装203.3.2 QT的安装方法204. 软件设计234.1 视屏采集模块234.2 视屏传输与播放244.3 图像识别算法254.3.1 图像灰度化254.3.2 图像差值运算254.3.3 图像中值滤波理论264.3.4 基于Otsu算法的图像二值化295. 系统测试与分析305.1 系统关键部分测试分析305.2 系统分析总结及说明305.3 测试结果305.3.1 测
13、试性能分析305.3.2 测试结果分析316. 结论32参考文献33致 谢35附录1: USB摄像头驱动代码36附录2: Otsu算法Matlab程序40附录3: S3C2440 CPU1电路图42附录4: S3C2440 CPU2电路图43附录5: S3C2440 CPU3电路图44附录6: 内存电路图45附录7: 串口、USB、电源和蜂鸣器电路图46基于ARM处理器S3C2440的越界检测预警系统设计1. 绪 论1.1 研究的目的及意义1.1.1 研究目的随着科学技术的不断发展和人民生活水平逐步提高,远程监控系统广泛应用于科学实验、安全保障、卫生保健等领域,人们在外观,函数的要求也越来越高
14、。视频监控是使用机器视觉和图像处理方法的图像序列的运动检测、运动目标分类、和监控场景目标行为的理解和描述。其中,运动检测和目标分类属于视觉处理过程。行为的理解和描述属于更加先进的技术。动作识别，运动目标分类和及时的报警行为是视频监控研究的比较频繁的三个问题。而行为的理解和描述是近年来被广泛而深入关注的研究热点,指对目标的运动模式的分析和识别,并用自然语言来描述出来,等等。这是不外是智能化的一个小方向，智能化在现代广泛而深入地影响我们的生活，比如说现在流行的智能手机，还有许多其他的智能手持设备，在当今非常火热。由此也可见社会群体对智能化的热衷，我们看到的更多的是智能化的发展前景，智能化是未来的生
15、活方向，现在很多非智能化的电子设备在将来都会被智能化电子设备所取代。本课题设计也是基于对智能化的热衷，希望通过这次的毕业设计，能加深对智能化的理解，也能更加熟悉的使用Linux系统和嵌入式，为我工作打下坚实的基础。虽然工作方向并不是这个，但是嵌入式是当今社会的一个热点，为了赶上时代的潮流，跟上时代的步法，我自学了Linux系统和嵌入式，在老师与同学的帮助下一步一步的加深自己的知识库。1.1.2 课题研究的意义现代社会人们对安全问题越来越关注，并且希望自己的生活环境能够更加安全，从而生活得更加舒适。我的设计是基于家庭安全或公司安全上考虑的一个实用性的系统该系统能对画面实行实时监控，并能检测出运动
16、着的物体，并实现智能报警。在现实中，这样的系统是非常实用的，我们可以为家庭安装一个这样的系统，一旦有不明人物进入画面，马上报警，这样可以有效减少不法分子的盗窃或者其他违法行为，提高了居民生活的安全保障。在一个公司也是一样，能保障公司的财产安全以及各种公司机密。1.2 课题研究的现状、发展趋势和应用1.2.1 课题研究现状随着计算机技术及网络技术的迅猛发展，公安、安防行业的发展趋势必然是全面数字化。传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性，不但传输距离有限，而且模拟的视频信号需要消耗非常大的存储介质，当需要重查或者是取证的的时候都很不方便。视频监控系统的终端能力非常强大，只是没有那么好的稳定性，视
17、频前端例如电压耦合元件等视频信号的采集、压缩、通讯就比较的复杂，可靠性也不是很高。基于嵌入式Linux视频的监控系统不需要用于处理模拟视频信号的个人计算机，而是把视频服务器内置一个嵌入式服务器，采用嵌入式多任务的实时操作系统。嵌入式Linux的视频监控系统中的视频服务器内置有一个嵌入式服务器，摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的服务器上。1.2.2 视频监控技术的发展趋势视频监控技术的发展过程可分为以下四个阶段：(1) 传统的模拟闭路电视系统。闭路电视系统构建的模拟系统是通过监视器、摄像机、磁带录像机等等构成的简单的系统。对于模拟矩阵来说，要做到数十路的切
18、换还是比较困难的，而且不能与报警系统联合行动，又不能实现对前端的控制。这样的系统价格昂贵、操作管理复杂、性价比极低，现在已经渐渐被其他系统或设备所取代。(2) 数控模拟监控系统。数控模拟监控系统视频监控系统在第一代的基础上做出了非常大的改善。从中有出现了一种处理器和PC上位机相结合的视频监控系统和以多媒体形式进行管理的两种不同系统。(3) 数字化存储的视频监控系统 。经过第二代数控模拟系统的铺垫，第三代又有了飞跃性的发展，这一代都是采用数字硬盘作为存储，并且开始向网络，视频压缩传输等方向进行发展。(4) 采用网络交互技术的视频监控系统 。现在的数字网络监控系统存在于我们生活的各个方面，基本每个
19、对安全有要得地方都安装了网络摄像设备，这也是基于现在社会对安全稳定生活的一个需要，可以说有需要得地方就会有发展，有发展的地方就会有奇迹。1.2.3 视频监控在生活中的主要应用l 医疗系统中的应用有：日常的安全管理监控、手术直播及教学系统、特殊看护病房的视频监控、等等。l 钢铁系统中的应用有：安全生产管理的监控系统等等；l 铁路系统中的应用有：应急指挥系统、站内安全管理、站内调度管理系统等等；l 税务系统中的应用有：报税服务大厅和其他地区的监控系统等等；l 石化系统中的应用有：石油化工储油库监控、工厂安全生产监控、加油站监控、油井监控等等；l 银行系统中的应用有：金库监控、监控系统、银行联网储蓄
20、监控的等等；l 部队系统中的应用有：基层日常管理的监控系统、仓储物资监控、作战指挥系统、通信机房监控等等；l 电力系统中的应用有：发电厂安全生产管理监控、变电站无人值守、机房无人值守等等；l 公检法系统中的应用有：城市安全监控、社区监控、监狱安全监控、庭审直播等等；l 教育系统中的应用有：远程教育、网络教学、电子考场监控、校园安全监控等等；1.3 嵌入式开发平台概述嵌入式硬件平台是嵌入式系统开发的基础，在进行嵌入式开发之前，一定要合理的选择嵌入式开发平台。本课题采用的嵌入式硬件开发平台是三星公司推出的高性能32位微处理器S3C2440。S3C2440的内核是ARM920T，具有强大的指令结构和
21、运算功能。下面我们将介绍嵌入式微处理器的特点和体系结构1.3.1 嵌入式处理器的特点和分类嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制和辅助系统运行的硬件单元。据统计，世界上已经有超过1500多种嵌入式处理器，其中，有50多个系列的处理器是主流的体系结构。处理器的功能能也越来越强大，内存空间越来越大，运算速度也越来越高。1.3.2 嵌入式处理器的特点(1) 安全。存储区拥有很好的保护功能。嵌入式系统的软件结构一般为模块化，为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，对于软件的故障诊断有很大的好处。(2) 支持实时操作系统。能够实现多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部
22、的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。 (3) 可扩展的处理器结构。运用非常灵活，能够快速开发出满足各种应用和高性能的嵌入式微处理器。 (4) 功耗低。降低功耗已经是现在嵌入式处理器的一个发展方向，特别是用于便携式的无线设备和移动计算以及通信设备的嵌入式系统，功耗都已经非常低，有的甚至达到了uW级。1.4 ARM处理器介绍 ARM是一个公司名称，ARM公司是全球领先的 16/32 位 RISC 微处理器知识产权设计供应商。ARM 公司通过转让高性能、低成本、低功耗的 RISC 微处理器、外围和系统芯片设计技术给合作伙伴，使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。ARM已成为移动通信、手持设备
23、、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。ARM处理器有三大特点：小体积、低功耗、低成本而高性能；16/32位双指令集； ARM处理器主要的系列产品：ARM7 、ARM9 、ARM9E、ARM10和SecurCore。其中ARM7 是低功耗的 32位核，最适合应用于对价位和功耗敏感的产品，它又分为应用于实时环境的ARM7TDMI，ARM7TDMI-S，以及适用于开放平台的 ARM720T和适用于 DSP 运算及支持Java 的ARM7EJ 等。1.4.1 S3C2440的结构S3C2440A 是基于ARM920T核心，具有0.13 m 的CMOS 标准宏单元和存储器单元。功耗低，性价比高。
24、它的总线架构是先进微控制总线构架（AMBA）。S3C2440A的处理器核心是有ARM公司设计的16/32 位ARM920T 的RISC处理器，这是其最为突出的特点。具有独立的16KB的高速指令缓存和数据缓存，并且都是8字长，采用五级流水线，MMU，AMBA 总线和哈佛结构高速缓冲体系结构，采用统一的FBGA封装，具有289个引脚。S3C2440的内部工作电压为1.2V，内存电压是1.8V/2.5V/3.3V，I/O输出电压为3.3V，具有支持4K色STN和256色TFT的LCD控制器，还有一个LCD专用的DMA通道。支持64字节发送FIFO和64字节接收FIFO的UART通道，外部扩展内存控制
25、器，拥有四通道的DMA，支持SPI，IIC，AC97编解码借口，IIS，USB主机和从机设备，8路的ADC接口，兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版，支持RTC并具有日历功能，有摄像头借口，PWM定时器和内部定时器/看门狗定时器，支持多种类型的ROM启动，具有130个GPIO口和24通道外部中断源，具有普通、慢速、空闲和掉电四种工作模式和PLL。图1.1为S3C2440的整体机构框图：图1.1 系统主控模块的电路方框2. 越界检测系统的总体设计2.1 系统的总体架构和功能Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。它是用一个C语言和汇编语言写成，符合POSIX标准的类Uni
26、x操作系统。在S3C2440上运行剪裁过的Linux系统，在系统中编写好图像采集应用程序与驱动程序。通过显示驱动程序编写及移植，在LCD上能够实现正常的视频播放。系统需要不停地的采集摄像头传来的数据，设置好背景图像，先要计算当前图像与背景图像的差，然后对差分图像进行二值化，然后对二值化后的图像进行形态学处理，再对形态学处理的结果进行连通域处理，当某一连通区域的面积(像素数)大于一定的阈值，就可以认为是出现检测目标，并认为这个连通的区域就是提取出的目标图像。嵌入式Linux视频监控系统是电工电子装置、计算机软硬件以及通信等多方面的有机组合体，它以智能化、交互性为特征，结构相对比较复杂。摄像头传送
27、来的视频信号数字化后，将数据送到arm板处理显示出来，同时实现智能化异常报警功能。其系统总体框架示意图如图2.1所示。信号采集设备嵌入式Linux系统图像处理客户端摄像头图2.1 总体框架示意图监控系统启动后，在arm板中的嵌入式Linux 系统启动服务程序，接收开始工作的请求后，usb摄像头完成相应的监测，而arm板实现检测与控制的功能。2.2 越界检测预警系统的关键技术分析(1) 嵌入式Linux系统的定制和驱动的移植。嵌入式Linux系统是整个越界检测系统的软件核心，而内核的定制和驱动的移植也是嵌入式Linux系统最重要的部分之一，合理的处理好这一部分工作是系统得以完善的前提。(2) 图
28、像识别算法。图像识别算法是系统实现智能化的关键因素，通过算法，可以对监控区域的监控实施的更加灵活。(3) 越界检测预警系统的实时和准确，快速准确获取信息，并且判断出是否有被测物体进入监控区，一旦发现目标，立刻实施报警。2.3 摄像头介绍 该系统使用的摄像头的工作原理比较简单，首先是感光镜头拍摄物体，再将生成光学图像传送到图像传感器上面，图像传感器把接收的信号转化成模拟电信号，此模拟信号经过A/D转换后转换成数字图像信号，之后再送到数字信号处理芯片中做对应的加工处理，之后通过USB接口传输到CPU中进行处理，我们就可以通过显示器看到图像了。工作原理如图所示：图像传感器镜头数字信号处理CPU图2.
29、3 摄像头工作流程图图像传感器的实质是一种半导体芯片，它表面的几十万到几百万的光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。数字信号处理主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。常用的摄像头有CCD摄像头和CMOS摄像头，CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。 之所以会出现折冲差别是因为：CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个象素的
30、数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个象素的数据。 由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异，这些差异包括：灵敏度上，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。 成本上，CCD的成本比CMOS的成本要高。噪声，CMOS的噪声比CCD的要高很多。在功耗上，由于CMOS采集是主动式的，而CCD采集图像是被动式的，CCD需要得电压更高，因此功耗远高于CMOS。2.4 系统结构该系统采用三星公司的ARM9 内核芯片S3C2440作为硬件平台的中央处理器，该处理器主频可达400MHz，硬件接口和资源丰
31、富，存储单元包括Flash 和SDRAM，Flash 具有掉电保持数据的特性，用于存储Bootloader 启动程序、Linux 内核映像、文件系统以及用户应用程序等。SDRAM 数据存取速度大大高于Flash 存储器，用于为操作系统和应用程序提供运行空间。平台利用RS232 接口输出调试信息，通过USB HOST 接口连接USB 摄像头采集图像数据，经过CPU处理和存储后把采集的图片进行二值化处理和形态学处理在终端显示图像并且能够判断活动的人，若果发现活动的人则驱动蜂鸣器报警，系统结构如图所示： CPU S3C2440SDRAM64MNAND Flash256MNOR Flash2M报警模块
32、摄像头USB串口图2.2 系统硬件结构框图3. 嵌入式 LINUX 应用软件平台搭建3.1 嵌入式 LINUX 系统概述嵌入式系统在当今高速发展的信息社会中应用越来越广泛，几乎离不开我们的生活，应用的领域更是比传统的PC更加广，它之所以能够有这么快速并且稳健的发展是因为嵌入式系统具备以下特点：l 系统内核空间小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小很多。l 专用性强。嵌入式系统的个性很强,软件和硬件系统的结合非常接近,通用硬件系统移植,即使在相同的品牌,同一系列的产品还需要根据变化的系统硬件构成和增加或减少持续修改。同时根据不同的任务,通常
33、需要更改系统更大,程序的编译下载和系统和联合，这些变化和通用软件“升级”完全是两个概念。l 运用BSP，板级支持包包含的芯片级初始化和设备驱动程序，它使嵌入式操作系统和嵌入式系统的硬件平台相分离。无论外围设备怎么更变，需要用到时，板级支持包只需要轻微的修改。板级支持包的嵌入式操作系统有很强的可移植性。l 系统可靠性强。嵌入式操作系统采用了许多机制来使操作系统具有健壮性，如内存管理单元、代码段用“只可执行”来保护、栈溢出监测、跟踪关键资源等。l 系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。l 高实
34、时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储，以提高速度；软件代码要求高质量和高可靠性。3.2 嵌入式 LINUX 系统移植3.2.1 Bootloader 的介绍及移植BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中，通常并没有像BIOS那样的固件程序（注，有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序），因此整个系统的加载启动任务就完全由BootLoader来完成。Bootloader有很多种，包括a
35、rmboot、U-boot、vivi等等。在本系统中采用的bootloader是U-boot。U-boot配置过程如下：解压源代码包到工作目录： #tar xvzf u-boot-1.1.6.tar.gz C / 执行该命令将把U-Boot 源代码解压到/opt/GTStudio/GT2440/u-boot1.1.6 目录。 再检查一下当前编译器版本，执行以下命令： #arm-Linux-gcc -v 如图，是带软浮点运算功能的编译器：图3.1 带软浮点运算功能的编译器配置LCD屏类型： 修改/opt/GTStudio/GT2440/u-boot-1.1.6/include/configs/G
36、TStudio.h 文件 第120行，如图所示：图3.2 LCD配置根据 LCD 型号定义 LCD_TFT 的值，并注释掉其他LCD型号，“/”表示注释其中WD_F3224WI为胜华 3.5 寸屏，TX11D为日立4.3寸屏，A070 为群创7 寸保存并关闭文件。 配置进入U-Boot 目录，执行： #make GTStudio_config #make 就可以开始编译了，编译完毕，如图所示生成u-boot.bin图3.3 编译u-boot终端显示图把开发板设置为Nor Flash 启动，连接好串口和USB 线，运行超级终端和DNW0.5L，打开电源，超级终端显示如图：图3.4 串口终端的主功
37、能菜单 选择功能号“1”，确认USB 连接正常，选择DNW0.5L的：USB Port-Transmit-Transmit 选项，将编译好的u-boot.bin，下载和烧写到开发板。把 GT2440 启动开关打到Nand Flash 启动，重新复位或者重启开机电源开关，在串口终端可以看到U-boot主功能菜单信息，如果开发板中已经安装了Linux 系统，U-Boot 将会自动启动它。完成上述操作后，U-boot就成功定制并且下载到硬件平台上。3.2.2 Linux 系统的移植Linux内核的源代码Linux-2.6.38.6-gt2440.tar.gz 位于Linux 目录，把内核源代码包复制
38、到某一个目录，进入该目录，运行以下命令： #tar xvzf Linux-2.6.38.6-gt2440.tar.gz C /这样将把内核源代码解压到/opt/GTStudio/GT2440/Linux-2.6.38.6 目录；解压过程终端显示如下图所示：图3.5 内核源码解压终端显示为了方便用户编译，我们已经制作了同光盘烧里烧写镜像一样的内核配置文件，3.5寸胜华屏对应文件名为config_GT2440_W35，4.3寸日立屏对应文件名为config_GT2440_H43，7寸群创屏对应文件名为config_GT2440_A70，VGA转接板分辨率设为640x480时对应文件名config_
39、GT2440_VGA640X480，分辨率设为800x600时对应文件名config_GT2440_VGA800X600。 下面以4.3寸群创屏为例进行说明，进入Linux所在目录，执行命令： #cp config_GT2440_H43 .config Linux下含有很多设备驱动程序，都是可以直接调用的，在Linux2.6.38中对应的主要的驱动程序在位于以下目录，如下表所示：表3.1 主要驱动程序目录表在Linux系统下虽然有这么多的设备驱动程序，但是我们实际应用的时候并不需要用到所有的驱动，为了避免不必要的浪费，在我们编译内核之前可以对内核进行配置，把不需要用到的模块不进行编译，这样可以
40、节省系统空间。也就是我们常说的Linux定制。Linux定制的步骤如下：在终端输入以下命令：#make menuconfig 回车确认出现如下图所示对话框：图3.6 内核配置终端显示从图中我们可以看到，菜单选项中包含有：1. CPU配置选项。系统大部分使用了标注了S3C2410 的选项，主要是由于S3C2410 和S3C2440 的很多寄存器地址等地址和设置是完全相同的，他们的配置也可以近似相同。我们可以找到S3C2440 机器平台选项，并且选择。进入到S3C2400 Machines 子菜单后，可以看到里面有很多常见的使用S3C2440 的目标板平台选项。它们分别对应于 arch/arm/m
41、ach-s3c2440/mach-* 开头的文件，而本课题所使用的开发板平台为GT2440，它对位于mach-gt2440.c文件中。还可以看到，在这个文件里面，还会用到一个机器码MACH_TYPE，这个机器码的定义文件为 arch/arm/tools/mach-types。本课题所使用的开发板的机器码为9999，相应的在uboot源代码中include/asm-arm/ mach-types.h文件中。2. LCD驱动和背光的配置。进入主菜单，选择 Device Drivers选项，选择 Graphics support ，按回车进入，选择： Support for frame buffer
42、 devices，然后在选择： S3C2410 LCD framebuffer support * GTStudio GT2440 Board Backlight control选择LCD select，进入后，在该子菜单里面您可以选择需要的 LCD 驱动，如图为4.3寸屏幕的LCD的驱动的选择：图3.7 LCD驱动和背光配置终端显示3. 触摸屏驱动配置。同样先进入主菜单，在 Device Drivers 菜单中，选择Input device support，确认后进入菜单，找到并选择Touchscreens，确认，选择 Touchscreens 选项，再确认，找到以下选项： GTStudio
43、 GT2440 TouchScreen input driver配置信息如图3.8所示：图3.8 触摸屏驱动配置终端显示图4串口驱动配置。在 Character devices 菜单中，选择进入Serial drivers选择 Sansung S3c2440/S3C2442/S3C2416 Serial port support 如图3.9所示：图3.9 串口驱动配置图选择好之后退出，串口驱动就已经配置在内核中了。5Yaffs根文件系统。要使用yaffs2 文件系统，必须先配置nand flash 驱动支持，在Device drivers 菜单中选择如图3.10所示，确认后进入，子菜单中 号的
44、选项要选上。选择NAND Device Support并确认图3.10 根文件系统配置图在内核中配置好根文件系统后，还要制做yaffs2文件系统映象，因此，需要使用mkyaffs2image 工具程序， yaffs2文件系统映象的制作过程主要有以下几个步骤：(1)将Linux目录下的mkyaffs2image.tar.gz 文件复制到任意一个目录，并且进入该目录，然后执行以下命令： #tar xvzf mkyaffsimage.tar.gz -C / 这将把制作工具 mkyaffsimage 安装到系统的可执行路径/usr/sbin (2)复制Linux目录下的root_qt2.2.0.tar
45、.gz 到任意一个目录，进入该目录，然后执行以下解压命令： #tar xvzf root_qt2.2.0.tar.gz -C / 该命令将把root_qt2.2.0文件系统目录解压到/opt/GTStudio/GT2440 目录。 (3)使用mkyaffs2image 制作yaffs2 文件系统映象： #cd /opt/GTStudio/GT2440 #mkyaffs2image root_qt2.2.0 root-qt2.2.0.bin如图3.11所示：图3.11 根文件系统映像制作此时，已经在当前目录下生成了root-qt2.2.0.bin 映象文件，我们同样可以通过USB把root-qt
46、2.2.0.bin 烧写到目标板。6USB摄像头驱动配置。USB摄像头是本系统和核心外设，在Device Drivers菜单里面，选择 Multimedia support 并进入，选择Video capture adapters 进入后选择V4L USB devices，然后在选择GSPCA based webcams选项，我们会看到如图4.10所示终端，选择支持所有usb摄像头。图3.12 USB摄像头驱动配置7其他驱动程序。Linux系统所需用到的ADC、RTC、NANDFlash网卡、声卡、按键、u盘等设备的驱动程序配置都和上述相似，因此不多作介绍。3.2.3 系统的调试工具1. 文本
47、编辑工具VIMLinux提供了一些列功能强大的编辑器，例如Vi和Emacs。Vi是Linux系统的第一个全屏幕的交互式编辑器，从诞生到现在得到广大用户的青睐。Vi有三送工作模式，分别是：命令行模式：最初进入的一般模式，此模式下可以移动光标进行浏览，可以整行删除，但是无法编辑文字。插入模式：只有此模式下用户才能够编辑和输入文字，用户可以使用键盘的ESC键回到命令行模式。底行模式：此模式中，光标位于屏幕的最底行，用户可以进行文件保存或者退出操作，也可以设置编辑环境。Vi的主要命令主要以下几部分：命令行模式功能键：Yy：复制当前光标所在行nyy：n为数字，复制当前光标开始的n行P：粘贴当前光标所在行dd：删
