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2. 越界检测系统的总体设计
2.1 系统的总体架构和功能
Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。它是用一个C语言和汇编语言写成，符合POSIX标准的类Unix操作系统。
在S3C2440上运行剪裁过的Linux系统，在系统中编写好图像采集应用程序与驱动程序。通过显示驱动程序编写及移植，在LCD上能够实现正常的视频播放。系统需要不停地的采集摄像头传来的数据，设置好背景图像，先要计算当前图像与背景图像的差，然后对差分图像进行二值化，然后对二值化后的图像进行形态学处理，再对形态学处理的结果进行连通域处理，当某一连通区域的面积(像素数)大于一定的阈值，就可以认为是出现检测目标，并认为这个连通的区域就是提取出的目标图像。
嵌入式Linux视频监控系统是电工电子装置、计算机软硬件以及通信等多方面的有机组合体，它以智能化、交互性为特征，结构相对比较复杂。摄像头传送来的视频信号数字化后，将数据送到arm板处理显示出来，同时实现智能化异常报警功能。其系统总体框架示意图如图2.1所示。
摄像头 信号采集设备 嵌入式Linux系统 图像处理 客户端
图2.1 总体框架示意图
监控系统启动后，在arm板中的嵌入式Linux 系统启动服务程序，接收开始工作的请求后，usb摄像头完成相应的监测，而arm板实现检测与控制的功能。
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2.2 越界检测预警系统的关键技术分析
(1) 嵌入式Linux系统的定制和驱动的移植。嵌入式Linux系统是整个越界检测系统的软件核心，而内核的定制和驱动的移植也是嵌入式Linux系统最重要的部分之一，合理的处理好这一部分工作是系统得以完善的前提。
(2) 图像识别算法。图像识别算法是系统实现智能化的关键因素，通过算法，可以对监控区域的监控实施的更加灵活。
(3) 越界检测预警系统的实时和准确，快速准确获取信息，并且判断出是否有被测物体进入监控区，一旦发现目标，立刻实施报警。
2.3 摄像头介绍
该系统使用的摄像头的工作原理比较简单，首先是感光镜头拍摄物体，再将生成光学图像传送到图像传感器上面，图像传感器把接收的信号转化成模拟电信号，此模拟信号经过A/D转换后转换成数字图像信号，之后再送到数字信号处理芯片中做对应的加工处理，之后通过USB接口传输到CPU中进行处理，我们就可以通过显示器看到图像了。工作原理如图所示：
镜头 图像传感器 数字信号处理 CPU 图2.3 摄像头工作流程图
图像传感器的实质是一种半导体芯片，它表面的几十万到几百万的光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。数字信号处理主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。常用的摄像头有CCD摄像头和CMOS摄像头，CCD传感器中每一行中每一个象素的电荷数据都会依次传送到下一个象素中，由最底端部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出；而在CMOS传感器中，每个象素都会邻接一个放大器及A/D转换电路，用类似内存电路的方式将数据输出。
之所以会出现折冲差别是因为：CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真，因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理；而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声，因此，必须先放大，再整合各个象素的数据。
由于数据传送方式不同，因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差
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异，这些差异包括：灵敏度上，CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。 成本上，CCD的成本比CMOS的成本要高。噪声，CMOS的噪声比CCD的要高很多。在功耗上，由于CMOS采集是主动式的，而CCD采集图像是被动式的，CCD需要得电压更高，因此功耗远高于CMOS。
2.4 系统结构
该系统采用三星公司的ARM9 内核芯片S3C2440作为硬件平台的中央处理器，该处理器主频可达400MHz，硬件接口和资源丰富，存储单元包括Flash 和SDRAM，Flash 具有掉电保持数据的特性，用于存储Bootloader 启动程序、Linux 内核映像、文件系统以及用户应用程序等。SDRAM 数据存取速度大大高于Flash 存储器，用于为操作系统和应用程序提供运行空间。平台利用RS232 接口输出调试信息，通过USB HOST 接口连接USB 摄像头采集图像数据，经过CPU处理和存储后把采集的图片进行二值化处理和形态学处理在终端显示图像并且能够判断活动的人，若果发现活动的人则驱动蜂鸣器报警，系统结构如图所示：
NAND Flash 256M SDRAM 64M 串口 CPU S3C2440 USB NOR Flash 2M 报警模块 摄像头
图2.2 系统硬件结构框图
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3. 嵌入式 LINUX 应用软件平台搭建
3.1 嵌入式 LINUX 系统概述
嵌入式系统在当今高速发展的信息社会中应用越来越广泛，几乎离不开我们的生活，应用的领域更是比传统的PC更加广，它之所以能够有这么快速并且稳健的发展是因为嵌入式系统具备以下特点：
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系统内核空间小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小很多。
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专用性强。嵌入式系统的个性很强,软件和硬件系统的结合非常接近,通用硬件系统移植,即使在相同的品牌,同一系列的产品还需要根据变化的系统硬件构成和增加或减少持续修改。同时根据不同的任务,通常需要更改系统更大,程序的编译下载和系统和联合，这些变化和通用软件“升级”完全是两个概念。
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运用BSP，板级支持包包含的芯片级初始化和设备驱动程序，它使嵌入式操作系统和嵌入式系统的硬件平台相分离。无论外围设备怎么更变，需要用到时，板级支持包只需要轻微的修改。板级支持包的嵌入式操作系统有很强的可移植性。
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系统可靠性强。嵌入式操作系统采用了许多机制来使操作系统具有健壮性，如内存管理单元、代码段用“只可执行”来保护、栈溢出监测、跟踪关键资源等。
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系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。
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高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储，以提高速度；软件代码要求高质量和高可靠性。
3.2 嵌入式 LINUX 系统移植
3.2.1 Bootloader 的介绍及移植
BootLoader就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，
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