章图像处理系统总体设计方案图像处理系统硬件设计方案图像处理系统硬件设计框图核心处理器视频解码器图像处理系统软件设计概述系统开发环境搭建虚拟机的安装系统环境的搭建交叉编译环境的建立的移植内核的移植根文件系统的移植本章小结第三章系统中视频处理架构分析视频驱动架构的研究架构介绍编程接口分析基于视频采集的实现中系统架构研究中系统架构介绍系统中的通信机制系统架构的研究与分析本章小结第四章图像处理系统驱动程序的设计与实现驱动程序的实现总线概述下的驱动层次结构驱动程序的移植中模块驱动程序的移植控制器驱动程序的移植接口驱动程序的移植本章小结万方数据第五章图像处理系统调试与功能测试系统的烧写系统使用烧写系统图像处理系统功能测试物联网网关设备开机测试图像处理系统功能测试后续研究问题本章小结第六章总结与展望论文研究总结未来工作展望参考文献附录攻读硕士学位期间参加的科研项目致谢万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论论文背景及研究意义论文的研究背景随着信息技术的快速发展，其应用范围也得以不断地延伸到各个领域。然而，在如今互联网信息社会中人们的生活文化农业以及科技等信息的收集仍然需要通过人们自己来完成输入和管理工作。因此，以将现实世界和虚拟世界相融合为目标的物联网技术也应运而生。从信息流通的角度来看，物联网技术不仅仅是种网络，更可以称之为是不同网络技术的综合运用。物联网的应用大大推动了物联网技术的发展，其最早在物流领域中得到运用，即欧盟的网络是种能够使供应链中的物品迅速得到自动识别以及共享信息的技术。随着计算机技术的不断发展，物联网广泛渗透到社会的各个领域，如环境监测智能交通智能家居等方面。物联网作为目前计算机互联网业中的新兴技术，已经引起了工程师们极大的兴趣，同时也引发了系列研究和讨论。值得指出的是，物联网实现各种不同的功能都必须完成获取信息可靠传输存储智能处理这些要求。从不同的角度出发，对物联网概念的理解也会不同，因此这些要求所涉及到的相关技术也不尽相同，如图所示。图物联网的关键技术按照物联网的系统功能对其进行分析，可以将物联网的关键技术主要归纳为感知与识别技术生物特征识别技术传感器技术射频识别技术红外感应技术定位物联网关键技术云服务云存储云计算二维条码传感器短距通信万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第章绪论技术，通信与网络技术无线通信与组网技术互联网接入技术物联网中间件技术，信息处理和服务技术云计算技术机器学习数据挖掘智能决策信息安全与隐私保护大量数据智能控制等这三类。下面分别加以简要陈述。感知与识别技术物联网将存在的所有物体通过互联网联系起来，创造出个智能化的社会。但是要实现物体信息联网的目标，首先需要完成对物体的感知及识别，这也是整个架构的基础。感知识别技术利用对物体分别嵌入不同种类的识别设备，获取物体或外界发生的各种物理化学变化等，完成信息的收集工作，同时也是物联网数据万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章图像处理系统总体设计方案与之间则是通过回调函数来传递数据与之间通过调用架构中的等函数进行数据传递其中，由和组成的视频输出系统，只能通过或架构调用来工作，并直接与进行数据传递则是直接操作进行工作。系统开发环境搭建由于系统是基于内核的，因此在开发过程中，要将修改的驱动程序文件和类库函数文件重新添加进入内核文件，然后重新编译，这就需要使用到操作环境来支持编译工作。开发预备工作阶段，首先需要在开发端机上安装虚拟机，并在虚拟机上安装操作系统的镜像文件，然后建立交叉编译环境，移植，移植内核，最后实现根文件的移植，从而搭建好用于编译系统镜像文件的系统开发环境。虚拟机的安装是款开源的虚拟机软件，其功能非常强大，可以在和主机中运行，同时也支持在其中安装和等系列的客户操作系统。其功能特点主要是支持位客户端操作系统，可以在主机端与客户端之间建立分享目录，实现无缝视窗模式和虚拟硬盘快照，能够内建远端桌面服务器等。因此，在展开研究工作之前，首先需要实现虚拟机的安装。下面就简要介绍虚拟机的安装过程。首先使用浏览器下载最新版本的安装压缩文件，双击解压到计算机的任意位置并按照所安装向导提示的步骤完成安装，完成安装后将加载启动。需要注意的是，安装过程中出现的警告界面主要是说明安装自带的虚拟网卡时会出现临时性的网络中断。然后进入主界面虚拟电脑控制台，执行新建虚拟机操作，为即将新建的虚拟电脑输入个名称，并制定虚拟电脑上即将安装的操作系统类型，这里的操作类型设置为。其中，每个虚拟电脑都要有个唯的名称来标识，用来区分该虚拟电脑的硬件配置和上面的系统软件和数据。接着依据安装系统的硬件要求和建议自行设定分配的内存大小，般保持选择默认。在其基础上选择是否创建新的虚拟硬盘，也可以选择现有的虚拟硬盘。如果需要个更复杂的虚拟机，则可以省略这个步骤，并在虚拟机建立后再对其进行配置。这里选择了新的虚拟硬盘，则接下来选择虚拟硬盘的类型万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章图像处理系统总体设计方案并且确定磁盘是具备动态扩展或固定大小的性质。动态扩展是指虚拟硬盘占用真实硬盘空间的范围，不超过所分配的内存最大值，而固定大小是指虚拟硬盘占用真实硬盘空间的值，不可能达到所分配内存的最大值，即使虚拟硬盘空间被全部使用。最后，选择虚拟机在本地硬盘中的位置以及大小并确认创建。图所示为新的虚拟机创建成功。图虚拟机管理器系统环境的搭建在安装虚拟机后，需要搭建系统。是个基于的开源操作系统，可以支持不同类型的计算机，其中包括系列处理器及其兼容机位处理器等。并且系统既可以单独安装到任意计算机或服务器中，也可以与系统共同安装在同台计算机上，即将安装到系统未用的硬盘空间中。需要注意的是，假若在计算机上安装和双系统，应该首先安装，然后再进行安装系统，否则无法正常启动系统。此外，万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章图像处理系统总体设计方案在安装系统时，必须为系统预留出硬盘空间。在研究中选择利用安装虚拟机来实现预留硬盘空间的虚拟内存。系统的安装方式极其灵活，可以采用不同的方法引导与安装系统下载映像文件采用刻录的安装介质直接安装利用引导程序与内置硬盘中的映像文件。本论文中是利用下载映像文件来进行安装系统的，并且这种安装过程比较简单，接下来对其进行简要介绍。首先，利用浏览器下载的镜像文件到计算机中，然后回到虚拟机管理器的界面并进入设置面板，选择选项的控制器，来实现给控制器添加个新的驱动，即先前下载的的镜像文件。添加成功后，即可开始安装系统。在正式安装初始化的系统之前，需要选择安装过程使用的语言环境。经过短暂的安装提示过程之后，在系列语言选择界面选择在“中文简体”环境下安装系统。在选择语言环境之后，安装程序提供了两种时区选择方法世界地图和下拉菜单。这里用比较简便的“所选城市”下拉菜单来选择距离自己最近的城市，例如表示北京时间，即。选定城市也就是选定了时区，需要注意的是，安装过程中只能设置时区，不能设置系统的日期与时间，如果系统显示的日期与时间不与实际相符合，则可以在安装结束，注册到系统之后再进行调整。接着在“键盘布局”界面左边的窗口中从系统支持的不同键盘类型中选择适当的键盘类型，这里选择默认的。在选定键盘类型之后，可以利用按键测试选定的键盘是否正确。接下来可以选择磁盘进行分区。系统可以被安装在任何空闲的硬盘或硬盘分区中，在“预备磁盘空间”界面中，安装程序会给出安装前后磁盘的使用与分配情况，可以选择“手动”安装方式，自行定义磁盘分区的布局，创建适当数量的磁盘分区，以便用于或等文件系统。假如在整个硬盘上单独安装安装个系统，或者在的个盘中安装系统，则需要自行对硬盘进行分区。在创建新分区的界面中，可以输入以为单位的硬盘分区容量，并选择硬盘分区的文件系统类型，如交换空间文件系统等。在硬盘分区的任务完成后，创建个普通用户账号，输入并确认自己的密码，因为建议用户总是使用自己的账号信息而非超级用户注册系统，以确保系统的安全。在“准备安装”界面中选择开始正式安装系统。图所示即为在虚拟机下的系统主界面。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章图像处理系统总体设计方案图操作系统界面交叉编译环境的建立交叉编译的概念是跟随嵌入式系统的发展同步流行的。在许多系统开发中，需要在种环境中编译出另种环境中可以运行的代码，就被称为交叉编译，其实就是在个平台中生成另个平台上可以执行代码的过程。不同平台的含义是指体系结构不同或操作系统不同。通常情况下，将高级计算机语言代码重新编译成计算机可识别和可执行的二进制代码，就需要通过交叉编译环境来实现。论文研究中，由于版本的原因，内核文件相同而配置不同，因此需要对内核文件进行交叉编译后才能继续开发。交叉编译环境的详细建立步骤如下在系统的下建立交叉编译器的安装目录将事先从互联网上下载好的交叉编译器源码包解压到目录下完成解压步骤后，修改文件中的环境变量，加入交叉编译器所在路径，然后退出万方数据单位代码密级公开专业学位硕士论文论文题目基于的物联网网关中图像处理系统设计与实现张涵刘陈杨浩工程硕士申请全日制申请电子与通信工程二〇四年二月学号姓名导师专业学位类别类型专业领域论文提交日期万方数据，万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日