节能型城市生活能源系统能够有效缓解能源危机、减轻环境压力,是国际上新的节能研究热点。我国大力推进城市化进程和节能减排工作,迫切需要符合中国国情的城市能源系统理论和方法的指导与评价。城市能源系统研究需要以完备的数据分析和科学计算为基础,但我国尚无系统性的居民每小时能源消费历史数据。因此该研究项目须首先研制采集能量消耗数据的终端,该终端可定时采集电表和煤气表等表头的视频数据保存并记录下采集数据时的具体时间,用以建立城市居民生活能源消费数据库,为研究我国居民能源消费特征提供便利。实时视频数据的采集给开发者提出广泛的要求,包括较高的处理性能,低功耗,高速数据I/O,较高的存储能力,高可靠性等。而种类繁多的ARM处理器具有成本低、功耗低、易开发和性能好等特点,可开发出较佳性能的视频采集系统。S3C2410就是其中的一种ARM芯片,具有性价比高,可靠性高等特点,因此选用它做为视频信号采集系统的处理器。Linux操作系统由于其开源、精简而高效的内核,丰富的网络性能以及对多种处理器结构的支持,使其在嵌入式领域得到了广泛的应用。利用Linux操作系统实现网络视频监控、可视电话和视频会议等应用已经成为可能,而实时获得视频数据是实现这些应用的必要前提。嵌入式Linux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统,它支持众多嵌入式处理器,并具有Unix的很多优点,因而成为当前主流的嵌入式操作系统。本课题“基于V4L的非接触式能量数据采集终端的设计与实现”实现了一个完整的通用嵌入式系统开发平台。首先简要介绍了系统的实现方案,说明了嵌入式系统开发的特点。在此基础上,把系统设计分为硬件设计和软件设计两大部分。硬件部分首先对ARM处理器和S3C2410微处理器进行了简单的介绍,重点论述了S3C2410处理器与存储器(Nand Flash和SDRAM)、RTC和USB接口等的设计。软件部分主要包括介绍嵌入式Linux系统和应用程序的开发。首先构建嵌入式Linux,主要包括bootloader的编译与移植、内核的编译和移植以及嵌入式Linux下文件系统的构建。接着重点对Linux下的视频采集技术进行了详细的分析,介绍了Video4Linux2编程接口API的使用方法。最后在使用USB摄像头采集时,给出了Linux下视频采集的主要流程以及核心代码。