QNX下低成本视频监控方案及实现.pdf

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1、第9期蒋俊铭．QNX下低成本视频监控方案及实现1005QNX下低成本视频监控方案及实现蒋俊铭(上海交通大学自动化系，上海200240)摘要开发了基于QNXresourcemanager框架的UVC摄像头驱动程序。获取数据图像后，可根据图像的格式进行解码和图像帧重新组装，实现视频的输出和显示。关t词QNXUVC摄像头驱动中圈分类号TP399文献标识码B文章编号1000-3932(2015)09—1005-04控制系统中，在进行实时控制的同时，常常还希望能够得到被控对象的视频监控图像，这时就必须使用到摄像头。USB摄像头作为市场

2、上广泛使用的设备，具有价格低廉、运用广泛及技术成熟等特点⋯。使用USB摄像头可以加速系统开发，同时还能保证系统的稳定性和可靠性。然而QNX操作系统却没有提供对于UVC(USBVideoClass)摄像头的支持，为了在QNX控制系统中引入视频监控，笔者介绍了在resourcemanager框架旧1下UVC标准摄像头驱动程序的编写。1QNX操作系统与传统的操作系统不同，QNX操作系统是一个完全的微内核实时操作系统”，，在其内核中，只提供了线程服务、信号服务、消息传输服务、同步服务、时间服务、调度服务和进程管理服务Ho。而常见的网

3、络协议栈、文件系统、设备驱动及uI接口等都是作为独立的进程存在于操作系统中的。QNX充分发挥了虚拟内存技术的优势，保证了系统中各个模块的独立，同时也保证了系统各个进程的安全。QNX系统的内核架构如图1所示。9歹④由2驱动程序框架为了便于实现QNX操作系统下驱动程序的编写和多进程程序的模块化，系统提供了resourcemanager框架。该框架使用了POSIX接口来实现服务进程和客户端进程的通信，还提供了类似于LINUX文件系统模型的设备访问接口。这在提高系统灵活性的同时也降低了开发难度。re-sourcemanager的结构

4、框架如图2所示。lIPC消息图2resourcemanager结构框架在该框架下，可以方便地使用open()、read()及write()Lzj等函数对QNX下的设备进行简单而快捷的操作。具体的操作流程为：客户端向驱动程序发送IPC信息(调用open()等函数时产生)，驱动程序端的消息等待函数从阻塞等待状态醒来，然后再到resourcemanager层搜索相关的函数来处理该信息；待处理过程结束后，消息等图1QNX系统内核架构收稿日期：2015-07-28(修改稿)l006化工自动化及仪表第42卷待函数重新回到消息等待状态。为

5、了实现完整的resourcemanager功能，在编写驱动程序时，需要提供相应的消息处理函数。本驱动程序在io—open()函数(处理由客户端open()函数向resourcemanager发送的io—open消息)中实现了UVC摄像头描述符解析、配置及启动等功能，在io—read()函数中实现了同步查询式的图像帧数据传输等功能，而io—close()函数则用于取消数据传输及关闭设备等。3UVC标准与USB摄像头操作USB设备支持热插拔，标准统一，同时还有很好的通用性，越来越多的厂商愿意在自己的设备中加入对USB标准的支持。

6、然而随着越来越多厂商实现了各自的USB摄像头，USB摄像头的控制协议也变得越来越纷乱，为了实现对USB摄像头的标准化，USB标准化组织制定了UVC标准协议。UVC标准的基本思想为：将USB摄像头的基本信息(设备描述符)按一定的格式写在设备自身内部，当USB摄像头接人系统时。标准的USB协议栈能够正确地识别该设备所属的子类，然后将设备注册到相应的驱动程序，设备对应的驱动程序解读存储于设备内部的设备描述符，并根据描述符提供的信息，按UVC协议完成对设备的控制和图像的获取。设备描述符如图3所示。●．．．+Ⅲ。。．1“JL当1X￡L

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