安防监控实现之A9主框架的搭建_a9板采集摄像头数据

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线程

https://zhuzhongwei.blog.csdn.net/article/details/90175878

概念（意识）

1. 分层意识
2. 数据流

分层分析

数据流分析

1. 制定通信的协议（结构体）：

2. 数据要怎么上传，上传的目的是为了什么？

3. 数据要怎么下发，下发的目的又是为了什么？

   数据的上传： ====> 共享内存上传数据 ====> 显示并交给用户查看环境信息
   数据的下发用于控制硬件：====> 消息队列下发数据====>  控制硬件改变环境
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软件层次框架图

1. 项目描述：
   在main程序中申请的很多线程，每个线程代表一个任务处理，进而实现多任务并发的机制。这里A9应用层程序设计为一个应用服务器，不仅要接收底层送过来的数据包，解析处理后的数据最终要送到html文件中，最后经浏览器解析展示给用户看；而且还要求能接收客户端用户发出的命令，然后进一步实现某个设定。把整个项目功能分成多个任务，有处理客户端请求线程、解析底层数据包并填充到结构体线程、处理数据并传递到网页端线程，等等。。。这么多线程，要考虑到线程之间的同步互斥机制，如何对资源进行访问。

2. 目的：本文将把这种多线程处理的思想，构建成一个用户程序框架，最终实现多个线程的切换。暂时不实现上图所示的这些功能。重点是项目架构的实现。

系统框架，线程关系

1. 先通过 ZigBee 模块进行实时采集环境参数，例如温度、湿度、光感数据；

2. 再通过 ZigBee 协调器进行数据接收，然后把采集到的环境参数通过串口发送给 A9；

3. 由 A9 的 client_request 线程负责接收环境参数或其他请求，激活数据库线程对数据库进行相应的
   处理，如果是环境参数则对环境参数进行判断处理进行报警。

4. 用摄像头采集图片，存储到 A9 上。

5. 构建嵌入式 web 服务器，使用户通过网络利用 pc 机进行监控。

6. 在 web 页面上设置控制按钮，监控设备识别用户指令并进行相应动作

7. A9 通过 GPRS 短信息功能向数据描述用户报警。

   pthread_client_request():处理消息队列里请求的线程.
   pthread_refresh():更新共享内存里的实时数据.
   pthread_sqlite():数据库线程.
   pthread_transfer ():接收数据线程…
   pthread_sms():短信模块控制线程.
   pthread_led():A9LED 模块线程.
   pthread_camera():摄像头模块控制线程
   phtread_buzzer():A9 蜂鸣器模块线程.

项目目录结构

linux@linux:/home/zzw/share/Security_Monitoring_Project$ tree -L 1 .
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├── data_global.c 　　　　　　定义全局信息(IPC对象id和key值、条件锁、互斥锁)
├── data_global.h 　　 　　　一些全局变量、全局信息的声明(全局宏定义、全局函数声明、全局变量声明)
├── main.c 　　　　　　　　　主线程，用于多个子线程和锁的统一申请、注销线程资源、注销消息队列 共享内存 信号量等等
├── Makefile 　　　　　　　　负责整个项目的编译
├── obj 　　　　　　　　　　这是一个目录，所有编译生成的中间文件在这个目录中
├── our_storage 　　　　　　　最终编译输出的可执行文件
├── pthread_buzzer.c 　　　线程 A9蜂鸣器控制
├── pthread_camera.c 　　　线程 摄像头模块控制
├── pthread_client_request.c 　　线程 处理消息队列中的请求
├── pthread_led.c 　　　　　　　线程 A9 LED模块
├── pthread_refresh.c 　　　　　 线程 更新共享内存里的实时数据
├── pthread_sms.c 　　　　　　线程 短信模块控制
├── pthread_sqlite.c 　　　　　　线程 数据库
├── pthread_transfer.c 　　　　线程 接收M0数据线程
└── sem.h 　　　　　　　　　　主要用于实现函数接口 对信号量的PV操作
1 directory, 14 files

数据描述

结构体描述

1. zigbee 模块对象信息参数结构体

    typedef struct _makeru_zigbee_info
     {
    	uint8_t head[3];       //标识位: 'm' 's' 'm'  makeru-security-monitor  
    	uint8_t type;	       //数据类型  'z'---zigbee  'a'---a9
    	float temperature;     //温度
    	float humidity;        //湿度
    	float tempMIN;         //温度下限
    	float tempMAX;         //温度上限 
    	float humidityMIN;     //湿度下限
    	float humidityMAX;     //湿度上限
    	uint32_t reserved[2];  //保留扩展位，默认填充0
    	//void *data;  内核预留的扩展接口  参考版
     }ZIGBEE_INFO_T;
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2. A9模块对象信息参数结构体

    typedef struct _makeru_a9_info
    {
    	uint8_t head[3]; //标识位: 'm' 's' 'm'  makeru-security-monitor  
    	uint8_t type;	 //数据类型  'z'---zigbee  'a'---a9
    	float adc;
    	short gyrox;   //陀螺仪数据
    	short gyroy;
    	short gyroz;
    	short  aacx;  //加速计数据
    	short  aacy;
    	short aacz;
    	uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0
    	//void *data;  内核预留的扩展接口  参考版
    }CROTEXA9_INFO_T;
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3. 环境参数对象结构体参数

    typedef struct _makeru_env_data
    {
    	CROTEXA9_INFO_T  a9_info;    
    	ZIGBEE_INFO_T    zigbee_info;
    	uint32_t reserved[2]; //保留扩展位，默认填充0
    }ENV_DATA_T;
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4. 所有监控区域的信息结构体

    struct env_info_client_addr
    {
    	ENV_DATA_T  monitor_no[MONITOR_NUM];	//数组  老家---新家
    }env_info_client_addr;
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5. 设备控制对象列表

    typedef  enum 
    {
        DEVICE_CTL_LED = 1,         //LED控制
        DEVICE_CTL_BUZZER = 2,      //蜂鸣器控制
        DEVICE_CTL_DIGITAL = 3,     //四路LED灯模拟的数码管
        DEVICE_CTL_FAN =4,           //风扇
        DEVICE_CTL_TEMP_HUMI=5,      //温湿度最值设置
        DEVICE_CTL_RESERVED=6,      //用于个人的扩展
        DEVICE_CTL_GPRS = 10,       //3G通信模块-GPRS 
        DEVICE_CTL_MAX, 
    }DEVICE_CONTROL_LIST_E;
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全局变量描述

pthread_mutex_t  mutex_client_request;
pthread_mutex_t  mutex_refresh;
pthread_mutex_t  mutex_sqlite;
pthread_mutex_t	mutex_transfer;
pthread_mutex_t	mutex_sms;
pthread_mutex_t	mutex_buzzer;
pthread_mutex_t	mutex_led;
pthread_mutex_t	mutex_camera;

pthread_cond_t   cond_client_request;
pthread_cond_t   cond_refresh;
pthread_cond_t   cond_sqlite;
pthread_cond_t	cond_transfer;
pthread_cond_t	cond_sms;
pthread_cond_t	cond_buzzer;
pthread_cond_t	cond_led;
pthread_cond_t	cond_camera;


int msgid;	//消息队列对象 id
int shmid;	//共享内存对象 id
int semid;	//信号量对象 id

key_t key; //msg_key 消息队列
key_t shm_key;
key_t sem_key;

char recive_phone[12] =  {0};
char center_phone[12] =  {0};

struct env_info_client_addr  sm_all_env_info; //安防监控项目所有的环境信息
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主线程与各个子线程的搭建

主线程

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/ipc.h>
#include "data_global.h"

void release_pthread_resource(int signo);//释放线程资源

extern pthread_mutex_t  mutex_client_request;
extern pthread_mutex_t  mutex_refresh;
extern pthread_mutex_t  mutex_sqlite;
extern pthread_mutex_t	mutex_transfer;
extern pthread_mutex_t	mutex_sms;
extern pthread_mutex_t	mutex_buzzer;
extern pthread_mutex_t	mutex_led;
extern pthread_mutex_t	mutex_camera;

extern pthread_cond_t   cond_client_request;
extern pthread_cond_t   cond_refresh;
extern pthread_cond_t   cond_sqlite;
extern pthread_cond_t	cond_transfer;
extern pthread_cond_t	cond_sms;
extern pthread_cond_t	cond_buzzer;
extern pthread_cond_t	cond_led;
extern pthread_cond_t	cond_camera;

extern int msgid;	//消息队列对象 id
extern int shmid;	//共享内存对象 id
extern int semid;	//信号量对象 id


pthread_t  id_client_request;
pthread_t  id_refresh;
pthread_t  id_sqlite;
pthread_t  id_transfer;
pthread_t  id_sms;
pthread_t  id_buzzer;
pthread_t  id_led;
pthread_t  id_camera;


int main(int argc, char const *argv[])
{


	//线程互斥锁初始化
	pthread_mutex_init(&mutex_client_request,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_refresh,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_sqlite,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_transfer,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_sms,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_buzzer,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_led,NULL);
	pthread_mutex_init(&mutex_camera,NULL);

	signal (SIGINT, release_pthread_resource);

	//线程条件锁初始化
	pthread_cond_init(&cond_client_request,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_refresh,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_sqlite,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_transfer,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_sms,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_led,NULL);
	pthread_cond_init(&cond_camera,NULL);
	
	//线程的创建
	pthread_create(&id_client_request,NULL,pthread_client_request,NULL);  //线程的创建
	pthread_create(&id_refresh, NULL,pthread_refresh,NULL);  			
	pthread_create(&id_sqlite,	NULL,pthread_sqlite,NULL);  			
	pthread_create(&id_transfer,NULL,pthread_transfer,NULL);  	
	pthread_create(&id_sms,		NULL,pthread_sms,NULL);  	
	pthread_create(&id_buzzer,	NULL,pthread_buzzer,NULL);	 
	pthread_create(&id_led,		NULL,pthread_led,NULL);  	
	pthread_create(&id_camera,	NULL,pthread_camera,NULL); 	
	
	//等待线程退出
	pthread_join(id_client_request,NULL);   printf ("pthread1\n");
	pthread_join(id_refresh,NULL);          printf ("pthread2\n");
	pthread_join(id_sqlite,NULL);			printf ("pthread3\n");
	pthread_join(id_transfer,NULL);			printf ("pthread4\n");
	pthread_join(id_sms,NULL);				printf ("pthread5\n");
	pthread_join(id_buzzer,NULL);			printf ("pthread6\n");
	pthread_join(id_led,NULL);				printf ("pthread7\n");
	pthread_join(id_camera,NULL);         	printf ("pthread8\n");

	return 0;
}

void release_pthread_resource(int signo)
{
    //释放与线程相关的资源
      //释放线程锁资源

	pthread_mutex_destroy (&mutex_client_request);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_refresh);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_sqlite);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_transfer);     
	pthread_mutex_destroy (&mutex_sms);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_buzzer);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_led);   
	pthread_mutex_destroy (&mutex_camera); 

	pthread_cond_destroy (&cond_client_request);
	pthread_cond_destroy (&cond_refresh);
	pthread_cond_destroy (&cond_sqlite);
	pthread_cond_destroy (&cond_transfer);
	pthread_cond_destroy (&cond_sms);
	pthread_cond_destroy (&cond_buzzer);
	pthread_cond_destroy (&cond_led);
	pthread_cond_destroy (&cond_camera);

    pthread_detach(id_client_request);
    pthread_detach(id_refresh);
    pthread_detach(id_sqlite);
    pthread_detach(id_transfer);
    pthread_detach(id_sms);
    pthread_detach(id_buzzer);
    pthread_detach(id_led);
    pthread_detach(id_camera);


	printf("all pthread is detached\n");

	msgctl (msgid, IPC_RMID, NULL);
	shmctl (shmid, IPC_RMID, NULL);
	semctl (semid, 1, IPC_RMID, NULL);

	exit(0);
}
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各个子线程的函数

//pthread_transfer.c
 //接收ZigBee的数据和采集的A9平台的传感器数据    
void *pthread_transfer(void *arg)
{
	printf("pthread_analysis\n");	
}
 
 
//pthread_refresh.c
void *pthread_refresh(void *arg)
{//更新共享内存里的实时数据
	printf("pthread_refresh\n");
	
}
 
 
//pthread_led.c
void *pthread_led(void *arg)
{//A9 LED模块线程
	printf("pthread_led\n");
 
}
..............
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搭建运行效果

按照程序的思路，主线程先创建各个子线程。内核调度子线程的执行，这里子线程只打印一句话就结束了。子线程执行结束后，主线程get到子线程的结束状态，然后进行线程回收。