移动终端图像采集与传输系统设计分析

移动终端图像采集与传输系统设计分析

王忠立

三明市消防救援支队福建三明365000

摘要：主要对移动终端图像采集、图像传输系统进行了设计，设计工作主要以现代智能化手机为基础，以保障设计结果的通用性。通过本文设计工作，得到了图像采集、图像传输一体化系统，为了验证该系统的可行性，进行了相关测试，测试结果显示系统可以满足实际运行需求，同时为了充分证明本文系统功能性，对系统各项功能进行了介绍。

关键词：移动终端；图像采集；图像传输系统

0.引言

在现代社会背景下，智能手机愈发普及，此时介于智能手机的功能，人们希望将之前一些只能通过专门设备实现的功能应用于手机上，使功能应用的便捷性增长，而在大多数功能当中，都需要实现图像采集、图像传输功能，所以对此进行研究具有实践意义。结合相关理论了解到，图像采集、图像传输系统设计大致分为两个步骤，即功能模块设计、一体化框架设计，下文将针对这些步骤展开相关工作。

1.移动终端图像采集与传输系统功能模块设计

1.1图像采集功能模块设计

为了实现图像采集功能，本文将进行硬件设计、内核驱动设计，具体内容见下文。

（1）硬件设计

本文图像采集功能所使用硬件包括：开发板、4G网络通信模块、摄像头，其中开发板主要围绕现代常见的嵌入式处理器来进行选择，对此本文选择了mini2440开发板，该开发板在性能上具有较高的优势，尤其是稳定性上，超过其他相似价位的开发板，表1为mini2440开发板配件参数表；4G网络通信模块方面，因为现代国内移动网络运营商各有优劣，但本文出于经济性考虑，将选择联通4G网络在此基础上构建了数据传输渠道，同时采用ME909S-821芯片来实现模块化；摄像头方面，介于上述mini2440开发板中存在一个USBhost接口，所以为了相互匹配将选择USB摄像头，该摄像头的最大分辨率为640*480，可以在兼顾开发板处理性能的前提下，实现远程图像采集[1]。图1mini2440开发板。

表1mini2440开发板配件参数表

图1mini2440开发板

（2）内核驱动设计

主要针对上述摄像头、4G网络通信模块进行内核驱动设计，其中摄像头内核驱动方面，本文主要选择OV7440模组，该模组本身就具备驱动摄像头的功能，但是出于图像采集功能质量原则，本文将对该模组的采集参数进行改动：首先在模组驱动当中找到USB-driver.c、uvc-video.c文件，其次针对USB-driver.c，将其中staticstructtsb-device-iduvc-ids函数修改为本文摄像头参数，例如ID号、接口协议等等，针对uvc-video.c，首先在模组驱动当中找到uvc-video-decode-start函数、uvc-video-decode-data函数，其次在uvc-video-decode-start函数当中添加执行程序代码，该代码主要可以对每一帧采集图像的频率进行判断，确认其是否满足标准要求，在uvc-video-decode-data函数当中添加执行程序逻辑，用于判断临时缓冲区是否足够大；针对4G网络通信模块，主要采用4G网卡驱动来进行设计。具体来说，针对模块中的Linux内核，找到USB.h源程序，再在USB.h中添加me909s设备参数即可[2]。

此外，在内核驱动设计条件下，图像采集功能已经能够在现代智能手机嵌入式平台中运行，但为了节约空间，还需要对嵌入结果进行修剪，具体措施方面，首先结合当前Linux内核配置可见其一般超过1G，而嵌入式系统内存一般不超过1G，由此确认了修剪方向，其次找到内核中的ubunt宿主机，在其终端中输入makemenuconfig，此时会出现相应配置界面，针对配置界面当中的DeviceDriver、Networkingsupport、USBSupport选项进行配置，配置当中，选针对网络设备驱动选项输入支持ppp拨号、VPN网络代理、传输加密协议，之后再进入Nrtworkdevicesupport目录，将相应驱动代码填入其中即可。

1.2图像传输功能模块设计

本文图像传输功能模块设计分为三个步骤，即output-init、output-run、output-stop函数设计，其中output-run函数设计为核心，因为此项函数的功能在于：与客户端形成tcp通信连接，实现数据调出与数据传输。具体设计内容见下文。

（1）output-init函数设计

在output-init函数初始化程序结构基础上，进行端口号，输出缓存目录以及赋值给全局变量设计工作，其中端口号采用现代化端口配置进行设计，例如socket端口号，其他功能均采用功能模块来完成设计。

（2）output-run函数设计

首先设计服务器线程路径设计，即针对服务器与客户端连接，对其流程进行规划，规划方法借助socket网络编程来实现，设计完成之后服务器可以与客户端进行预连接，同时得到数据交互路径，此时客户端信息可以被服务器获取，并对信息进行分析，确认信息是否正确，如果正确则启用sencLstream函数进行数据发送。其次出于安全性考虑，本文在传输协议上进行了调整，形成了三层协议，该协议当中，如果用户发送信息，首先会经过第一层协议，使用户信息形成字符串，服务器会对字符串进行确认，如果确认正确则第二层将信息依照帧数进行分解，最终第三层会一帧一帧的将图像数据发送给用户，直至所有帧数发送完毕。

（3）output-stop函数设计

output-stop函数设计方面，主要将该函数设计在output-run函数运行尾端，当output-run函数图像传输完毕之后，将启动output-stop函数程序，以结束output-run函数图像传输线程。

1.3一体化框架设计

为了使图像采集与传输系统功能模块同时集成在移动终端上，本文将进行一体化框架设计工作。具体来说，首先针对嵌入式系统进行分层设计，将系统框架分为采集层、传输层，此举主要是为了保障图像采集功能、传输功能的资源占用独立化，之后将功能模块安装在相应层次当中，完成初步集成。其次为了保障图像采集功能、传输功能交互，将利用Linux内核的传输链路功能来实现，在上述两个步骤的设计当中，即可实现功能一体化。

1.4系统应用分析

本文设计系统主要实现了图像采集、传输功能在移动终端上的集成，使用户可以通过简单的操作完成图像获取，同时为了两项功能在运行当中出现卡顿等不利现象，系统可以对两项功能运行的资源占用进行优化。

2.系统可行性测试

2.1测试环境

首先采用罗马仕移动电源设计前端系统硬件的挂载电源，同时在mini2440开发板基础上，设计图像采集、传输前端。其次采用Linux系统2.6.32版本作为嵌入式操作系统，该系统具有操作难度小、功能全面、兼容性高的优点。最终采用OV7440模组作为采集设备、采用ME909S-821作为4G上网模块。此外，移动终端方面选择某品牌手机，该手机运行性能满足本文测试需求。表2为测试环境硬件配置。

表2测试环境硬件配置

2.2测试结果分析

首先采用智能手机创建VPN链路服务，之后在mini2440开发板当中连接VPN服务器，此时可以得到VPN服务器分配的IP，在满足这一要求的前提下，可以实现系统前端、后端连接，那么针对实际结果显示连接成功。其次查看图像接收APP是否启动成功，结果显示启动成功，由此初步说明本文设计系统可行性较高。

针对系统功能性测试结果进行分析可见，本文系统图像采集功能采集到的图像信息显示清晰，且整个操作过程当中没有出现卡顿现象，说明图像传输功能运行顺畅，同时本文还进行了不同大小的图像采集测试，此项测试当中可见，当图像大小在5G以下时系统没有异常，而超过5G则出现了轻微的卡顿，说明本文系统存在技术上的限制，但基本满足当前图像采集、图像传输的需求。

3.结语

本文主要分析了移动终端图像采集与传输系统设计，首先进行了图像采集功能设计，通过设计工作得到了图像采集功能模块、图像传输功能模块，同时将两个功能模块通过一体化框架设计进行集成，满足当前移动终端运行需求，最终为了验证本文系统可行性，进行了相关测试工作，测试结果显示本文系统存在技术上的限制，但整体上本文系统具有可行性。

参考文献

[1]付永华.基于移动终端的农情信息采集系统分析与设计[J].创新科技，2014（16）：46-47.

[2]倪清荣，严军，杨锐.基于移动终端的数据智能远传系统的设计[J].电子测量技术，2017，40（9）：41-44.