图像采集与蓝牙传输设计方案 - 最受工程师喜爱的ARM设计方案精华集锦

　　基于ARM Linux的图像采集与蓝牙传输

　　嵌入式Linux系统具有可移植性好、网络功能强、优秀的GNU编译工具、免费的开放源代码等优点。S3C2410处理器是一款采用ARM920T结构，内部资源非常丰富的32位嵌入式处理器。USB摄像头具有低廉的价格，良好的性能，加上Linux下有V4L支持对其编程，很容易集成到嵌入式系统中。蓝牙技术是目前被认可的短距离无线通信技术，广泛应用于手机、电脑以及汽车免提系统。

　　本文介绍基于嵌入式Linux的USB图像采集系统，并通过构建好的嵌入式Linux下的蓝牙环境将采集到的图片传送到蓝牙手机上，实现监控功能。

　　1 软硬件平台概述

　　系统硬件平台如图1所示。该平台软件上采用嵌入式Linux操作系统；硬件上采用Samsung公司的S3C2410处理器，另外配置了64 MB的NAND Flash存储器和64MB的SDRAM，通过以太网控制芯片CS8900扩展一个10M以太网接口。引出两个USB主口，一个接USB摄像头，一个接USB蓝牙适配器；将通过USB摄像头采集到的图像数据输出到缓冲区中，保存成文件，并通过蓝牙传输到蓝牙手机上。

　　

　　2 摄像头驱动

　　在Linux下已经支持的摄像头驱动是采用ov511芯片的摄像头。使用这款芯片的摄像头有网眼2000／3000等系列，而现在市面上常见的摄像头芯片大多采用中芯微的zc0301、zc0302和zc0303等。Linux内核中并没有相关的驱动支持，但可以从网上下载到相关的spca5xx驱动。

　　本系统就采用市面上最常用的zc0301p1芯片的摄像头。由于是用于ARM开发板上，可以下载专用于嵌入式Linux的spca5xx-LE驱动，LE版的驱动最大限度地减少了内存的使用，符合嵌入式的需要。将下载的驱动加入到内核中，修改Makefile和Kconfig文件，在内核中选中USB_SPCA5XX，编译后就将摄像头的驱动加入到内核映像中了。

　　【详情参阅：基于ARM Linux的图像采集与蓝牙传输】

　　基于ARM9的指纹识别系统的设计和实现

　　生物识别技术是利用人体固有的生理特性（如指纹、脸象、红膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。生物特征识别技术具有不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。

　　生物识别的工作原理是利用生物识别设备对生物特征进行取样，提取其唯一的特征并将其转化成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板，人们同识别设备交互进行身份认证时，识别设备获取其特征并与数据库中的特征模板进行比对，以确定是否匹配，从而决定接受或拒绝该人。而在众多的用于身份验证的生物识别技术中，指纹识别技术是目前最方便、可靠、非侵害和价格便宜的解决方案。

　　指纹作为人体中最明显的外表特征，具有独一无二、普遍性、唯一性、易于采集等优点。指纹鉴定技术利用人类指纹稳定性和独特性的生理特征，将其作为人们的一种“活的身份证”，并且指纹具有不可替代性，使通过指纹进行身份鉴定的安全性大大提高，且随着图像处理模式识别方法的发展和指纹传感器技术的日臻成熟，指纹鉴定方法在金融、公安、门禁、户籍管理等领域都有着良好的应用前景。指纹的采集相对容易；指纹的识别算法已经较为成熟。由于指纹识别具有扫描指纹的速度快、方便、小型化等优点，指纹识别技术已经逐渐进入民用市场，并应用到许多嵌入式设备中，但是如何提高指纹识别系统的识别率和稳定性，降低成本以及扩展稳定性和节点分布，存在着一系列技术难题。

　　因此，本文研究了以内含arm核的微处理器AT91SAM7X256为核心，外部扩展指纹传感器MBF200构成指纹识别服务器硬件；系统软件移植实时多任务操作系统μC／OS-Ⅱ、文件系统、LwIP，应用软件实现指纹识别。该方法具有成本低、占用资源少、可扩展性强的特点。

　　1 分布式指纹识别系统原理及硬件设计

　　指纹识别技术主要涉及4个功能模块：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对。通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像，然后对原始图像进行初步处理，使之更清晰，再通过指纹辨识软件建立指纹的特征数据。软件从指纹上找到被称为“节点”（minuTIae）的数据点，即指纹纹路的分叉、终止或打圈处的坐标位置，这些点同时具有7种以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70个节点，所以这种方法会产生大约500个数据。这些数据，通常称为模板。通过计算机模糊比较的方法。把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。

　　硬件电路的实现以微处理器AT91SAM7X256为核心，外围电路主要包括指纹识别模块MBF200、以太网物理层（PHY）收发器RTL8201BL，大容量的数据FlashAT45DBl61D、硬件日历时钟器件DSl302，电源电路、复位和时钟电路，如图1所示。

　　

　　【详情参阅：基于ARM9的指纹识别系统的设计和实现】

　　基于ARM-UClinux的无线家庭网关设计

　　引言

　　随着网络技术和信息家电的飞速发展，越来越多的家庭要求建立家庭网络。家庭网关是整个家庭网络的核心，它主要实现Internet接入、远程控制，以及连接家庭内部异构子网的功能。基于PC机方案的家庭网关不仅成本较高，而且要求计算机一直处于开机并可进行通信的状态，还不能在计算机上运行干扰通信任务的软件和硬件。所以，为适应普通用户，家庭网关应设计为基于廉价的非PC机设备。但是，若采用8位、16位单片机，由于速度慢且资源有限，实现TCP/IP协议比较困难，所以也不太理想。

　　因此本文以ARM核的32位嵌入式微处理器作为硬件平台，结合无线通信技术，通过移植嵌入式操作系统?Clinux，并在其上开发相应的驱动程序、应用程序和嵌入式Web服务器，实现了一个方便、实用的家庭网关。

　　

图1 家庭网关系统结构图

　　

　图2 家庭网关基本硬件平台框图

　　【详情参阅：基于ARM-UClinux的无线家庭网关设计】