基于嵌入式Linux倒车影音系统的设计

论文摘要

汽车技术创新能力已经成为汽车工业市场竞争取胜的关键。目前，世界各大汽车公司已把主攻方向转向以微电子技术和信息技术为代表的高新技术，开发研制各种新车型，以此占领技术制高点。多年来，汽车工业的发展，是以电子信息技术以及机械设计基础而实现的。因此，可以说一个国家或地区的汽车电子的技术水平的高低，就决定了它在未来汽车市场竞争中能否取得主动地位。在充分调研国内外可视化倒车雷达辅助系统设计的基础上，本文提出了基于嵌入式Linux操作系统倒车音影系统设计，简要论述了嵌入式Linux系统的开发一般流程，并重点论述了USB摄像头图像采集系统与超声波测距报警系统的硬件设计与软件设计。在硬件设计方面，本文根据系统的精度、实时性和成本要求，选择了合适的主控芯片ARM微处理器，并以模块化的设计思路将系统硬件分成几个模块分别进行设计，各个模块调试成功后再合成一个完整的系统，从而保证了硬件的质量和便于维修调试。在软件设计方面，根据硬件电路的设计，以模块化的设计方法完成系统的初始化、USB摄像头驱动程序的设计与移植、超声波测距驱动程序的设计和语音报警程序的编写与移植等。本文采用控制芯片是三星公司的S3C2440微处理器，是基于嵌入式Linux操作系统而设计的一种安全可视化倒车系统。在设计中通过嵌入式Linux操作系统内核驱动USB摄像头实现车后状实时监测况，采用超声波测距结果与阈值比较来启动语音报警模块，提醒驾驶员注意。在系统硬件设计中对元器件进行了严格筛选，对系统软件开发进行了优化设计，给出了控制模块的主要硬件电路和软件流程，对各模块及系统的软硬件进行了调试和完善，详细介绍了车后的视频图像采集流程及Linux系统下超声波测距模块驱动程序的结构，实验验证，该系统运行稳定，采集的视频图像实时清楚，能够满足可视化倒车的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 附图清单
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 倒车辅助系统的发展概况
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 倒车辅助系统的发展趋势
• 1.3 课题研究目的与意义
• 1.4 课题主要研究内容与创新点
• 1.5 本章小结
• 第二章 系统的总体设计与技术原理简介
• 2.1 系统的设计思想与实现目标
• 2.2 系统的总体架构
• 2.3 系统主要模块技术原理简介
• 2.3.1 嵌入式 Linux 操作系统与 ARM
• 2.3.2 USB 摄像头工作原理
• 2.3.3 超声波测距技术
• 2.3.4 语音报警技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件的总体设计
• 3.2 系统各个模块的具体实现
• 3.2.1 USB 摄像头图像采集模块的实现
• 3.2.2 超声波发射与接收模块的实现
• 3.2.3 语音报警模块的实现
• 3.2.4 LCD 显示电路模块的实现
• 3.2.5 电源电路的设计
• 3.2.6 系统时钟与复位电路的设计
• 3.3 存储器
• 3.3.1 SDRAM
• 3.3.2 FLASH
• 3.4 PCB 板电磁兼容技术设计与注意事项
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 系统的软件设计概括
• 4.1.1 系统的软件结构
• 4.1.2 系统软件开发模式与流程
• 4.1.3 交叉编译
• 4.2 系统的内核配置与移植
• 4.3 USB 摄像头驱动程序的设计与移植
• 4.3.1 Linux 下 USB 摄像头驱动源码 gspca 的分析
• 4.3.2 基于 V4L 的图像采集程序的设计
• 4.3.3 gapca 驱动程序的移植
• 4.3.4 LCD 显示驱动程序的设计
• 4.4 超声波测距驱动程序的设计
• 4.5 语音报警驱动程序的设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统测试与实验结果
• 5.1 系统测试
• 5.2 超声波信号的测试
• 5.3 视频图像采集测试与结果显示
• 5.3.1 测试硬件环境与条件
• 5.3.2 实验结果与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的学术论文