網(wǎng)絡模塊硬件設計原理如圖4 所示。

　　AT91RM9200 的在片以太網(wǎng)卡端口和網(wǎng)絡物理層芯片DM9161E 的MII 接口通信。發(fā)送數(shù)據(jù)時, 首先置發(fā)送使能信號ETXEN 有效。數(shù)據(jù)發(fā)送端ETX0～ETX1與DM9161 的ETXO～ETX1 引腳對應連接, 作為數(shù)據(jù)發(fā)送通道, 以DM9161E 的時鐘信號REF_CLK 發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收端ERX 0～ERX1 與DM9161E 的RXDO～RXD1 引腳對應連接, 作為數(shù)據(jù)接收通道。管理時鐘信號EMDC 和管理數(shù)據(jù)輸入輸出信號EMDIO 用來芯片控制參數(shù)的寫入和讀取。DM9161E 的MDINTR 端用來產(chǎn)生中斷信號。

　　片內(nèi)以太網(wǎng)卡通過DMA 通道進行數(shù)據(jù)的發(fā)送,不影響AT91RM9200 的正常運行。首先正確設置傳送控制寄存器和傳送地址寄存器的傳送數(shù)據(jù)塊字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)塊存儲首地址等參數(shù), 隨后依次從指定數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址讀取1024b 數(shù)據(jù), 送入內(nèi)部發(fā)送緩沖器中, 由MAC 對數(shù)據(jù)進行封裝發(fā)送, 同時記錄已傳送字節(jié)數(shù),直到數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢。當發(fā)送完一組數(shù)據(jù)后, 發(fā)出DMA中斷請求, 由AT91RM9200 進行相應的處理。整個網(wǎng)絡子系統(tǒng)電路由AT91RM9200 控制和調(diào)度。

　　軟件設計

　　嵌入式Linux 系統(tǒng)主要由四個部分組成: 引導內(nèi)核啟動的文件( bootloader) 、Linux 內(nèi)核文件( kernel) 、虛擬磁盤文件( ramdisk) 、用戶空間文件( user) 。它們分別被放在DataFlash 內(nèi)的四個分區(qū)模塊中。根據(jù)不同模塊的具體功能采用不同的文件系統(tǒng): bootloader、kernel、ramdisk, 移植完成后不需要動態(tài)改變, 使用較節(jié)省空間的ROMFS 只讀文件系統(tǒng)user 模塊內(nèi)放置一些可以動態(tài)更新的配置文件等, 需要進行較多的讀寫操作, 所以使用支持動態(tài)擦寫保存的JFFS2 文件系統(tǒng)。

　　Linux 移植技術已經(jīng)成熟, 本文不作詳細的闡述。下文主要介紹MPEG- 4 壓縮編碼模塊和CGI 模塊的程序設計。

　　MPEG- 4 壓縮編碼模塊程序設計

　　該模塊主要完成MPG440 和TI5150 相關寄存器的配置, 并保證MPEG- 4 碼流的正常輸出。當嵌入式Linux系統(tǒng)啟動后,首先配置MPG440 的相關寄存器, 其初始化完成后, 通過I2C總線對TVP5150 進行初始化配置。當系統(tǒng)開始壓縮編碼時,MPEG- 4 碼流接收存儲程序由MPEG- 440 的數(shù)據(jù)流緩沖器標志信號控制。當1024b 緩沖器滿時, RISC_INT0 置于低電平, 微控制器通過DMA通道從MPG440 的HPI 口將碼流送到PC 機端。MPEG-4 壓縮編碼模塊程序流程如圖4 所示。

　　CGI 程序模塊設計

　　CGI(Common Gateway Interface) 是外部擴展應用程序與WWW 服務器交互的一個標準接口。本系統(tǒng)CGI 的工作過程: 在PC 機端的IE 瀏覽器中輸入網(wǎng)絡攝像機IP 地址, 嵌入式網(wǎng)絡服務器根據(jù)請求, 將相應的控制頁面反饋給IE 瀏覽器, 用戶填寫表單, 然后提交, CGI 程序提取表單的信息, 根據(jù)不同信息來分別處理相應的事件, 如調(diào)節(jié)MPEG- 4 相關屬性、相機的相關操作等。CGI 控制原理如圖5 所示。

　　CGI 模塊的設計主要包括三部分: 嵌入式web 服務器的配置、html 頁面的編寫、CGI 程序的設計。

　　嵌入式web 服務器采用的是Apache, 其配置是以配置文件的形式提供, 放在Ramdisk 中/etc/httpd/conf/目錄下。其配置主要涉及以下三個方面:

　　①配置根文件的路徑:“DocumentRoot /home/httpd/html”, html 頁面必須放到此目錄下。

　　②配置CGI 外部程序所放的路徑:“ScriptAlias /cgi- bin/ home/httpd/cgi- bin/”。

　　③配置環(huán)境變量:“SetEenv D_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/local/lib:/usr/lib”, 該變量將會被傳送到CGI 腳本和SSI 頁面, 以保證CGI 程序能正確找到所依賴的庫。

　　網(wǎng)頁編寫采用html 與shtml 相結合的方式。html 的解析速度較快, shtml 可以在普通網(wǎng)頁中嵌入外部CGI程序, 通過這種方式將系統(tǒng)的默認配置反饋給客戶端。

　　CGI 程序采用的是C 語言和shell 腳本相結合的方式, 具體編寫過程, 與通常的了Linux 下編程相同。限于篇幅, 不再贅述。

　　MPEG- 4 解碼程序

　　映佳科技已提供供二次開發(fā)的MPEG- 4 解碼插件OCX, OCX 在PC 機端注冊后, OCX 函數(shù)可方便地被網(wǎng)頁調(diào)用, 從而實現(xiàn)在PC 機端觀看實時圖像。

　　總結

　　本文介紹了一種利用AT91RM9200、TVP5150,MPG440 和DM9161E 等芯片設計的嵌入式網(wǎng)絡攝像機。經(jīng)測試, 該系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、實時性好、圖像質(zhì)量出色。該產(chǎn)品可廣泛應用于交通監(jiān)控和工業(yè)監(jiān)控以及家庭監(jiān)控、視頻會議話等眾多領域。