嵌入式PCF协议图像智能监控系统研究

发布时间：2017-09-18 00:01

  本文关键词：嵌入式PCF协议图像智能监控系统研究

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【摘要】：多数无线视频监控系统基于IEEE802.11协议下分布式协调功能(DCF, Distributed Coordination Function)工作机制,很少有采用点协调功能(PCF, Point Coordination Function)工作机制。针对这种情况,本系统在分布式协调功能DCF工作的基础上,设计参考了PCF的工作方式,通过集中控制PCF机制完成了系统的监控图像的传输与显示,人体识别和站点掉队的瞬间检测报警。本文采用了AR0130图像传感器芯片,红外人体探测器,海思H13518E数字图像压缩编码及控制芯片和基于RT5350F芯片的WiFi数据发送模块相结合,设计了一款基于PCF协议的H.264压缩码流的嵌入式智能WiFi传输监控系统。系统的硬件设计可以分为两部分,即前端图像采集开发板设计和视频数据WiFi传输开发板设计。系统的前端图像采集开发板采用的是Aptina公司的CMOS图像传感器AR0130与海思HI3518E芯片连接设计,其中AR0130负责采集图像数据给HI3518E,而海思HI3518E芯片则是集成了控制和SDRAM为一体的中央处理器,并可为图像提供H.264数据压缩编码,减少无线发送的数据量,节约信道资源。视频图像WiFi传输开发板采用的是基于Ralink RT5350F芯片独立设计而成。RT5350F芯片把64M SDRAM和8M Flash集中在一起组成一个无线发送与接收模块。功能类似无线路由器,不同点是由RT5350F设计的开发板可以切换站点和接入点模式以供不同的客户需求。系统软件设计分为三部分：前端图像采集虚拟机环境开发和程序设计,主要在基于Linux系统上设计出图像前端采集程序,并在程序中通过软件判断实现IR-CUT切换功能,同时设计程序将H.264压缩码流数据通过以太网传输给WiFi传输模块；WiFi传输模块编译环境开发和程序设计,设计出以太网驱动程序,能够将压缩后码流通过WiFi传输模块无线发送到云端服务器,同时在这部分设计出了集中控制PCF协议,并通过PCF协议实现防掉队自动报警功能；最后在上位机上通过MFC设计出客户端显示界面。本无线监控系统实现了2路图像的采集,压缩,WiFi传输,解压和显示。能够在1280×960分辨率,30f/s情况下稳定的运行。并通过IR-CUT功能优化了白天和黑夜的不同成像质量。同时系统能够通过PCF工作机制进行站点掉队自动报警和通过红外人体探检测实现非法入侵自动报警。
【关键词】：点协调 智能监控 RT5350F H.264压缩编码 WiFi传输
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN948.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-13
• 1.1 课题背景介绍10-11
• 1.2 课题国内外动态研究11-12
• 1.3 本文所做主要工作及安排12-13
• 2 系统总体设计13-18
• 2.1 系统总体结构13-15
• 2.1.1 系统方框图13
• 2.1.2 系统各部分简介13-15
• 2.2 各部分芯片选型15-18
• 2.2.1 视频编码技术的选择15
• 2.2.2 前端采集主控芯片选型15-16
• 2.2.3 前端采集图像传感器芯片选型16
• 2.2.4 前端采集镜头IR-CUT切换模式选择16-17
• 2.2.5 WiFi传输主控芯片选型17-18
• 3 系统硬件设计18-46
• 3.1 基于Ralink RT5350F无线发送模块设计18-33
• 3.1.1 系统整体硬件结构图18-19
• 3.1.2 Ralink公司RT5350F介绍19-20
• 3.1.3 RT5350F的具体设计20-32
• 3.1.4 开发板在PCB布线中注意的问题32-33
• 3.2 基于海思HI3518E的图像采集模块33-46
• 3.2.1 图像前端采集模块整体结构33-34
• 3.2.2 HI3518E芯片简介34-36
• 3.2.3 基于HI3518E开发板具体设计实现36-46
• 4 无线WiFi传输模块软件设计46-62
• 4.1 RT5350编译环境介绍46-47
• 4.2 系统移植47-54
• 4.2.1 交叉编译环境的搭建47
• 4.2.2 Linux系统的内核移植47-51
• 4.2.3 WiFi驱动的添加51
• 4.2.4 Linux内核与应用程序下载51-54
• 4.3 系统传输程序的设计54-58
• 4.3.1 传输程序设计流程图54
• 4.3.2 传输程序设计代码实现54-58
• 4.4 PCF原理及其应用58-62
• 4.4.1 集中控制PCF协议介绍58
• 4.4.2 系统模型58-59
• 4.4.3 整体设计与超帧维护59-61
• 4.4.4 PCF时隙的两种划分方式61-62
• 5 前端图像采集模块和客户端模块软件设计62-70
• 5.1 前端采集和客户端整体结构62
• 5.2 监控端软件设计62-66
• 5.2.1 监控端软件整体工作流程62-63
• 5.2.2 CMOS图像采集模块软件设计63-64
• 5.2.3 H.264图像压缩模块软件设计64-66
• 5.3 客户云端介绍66-70
• 5.3.1 云端服务器介绍66
• 5.3.2 H.264图像解压处理66-68
• 5.3.3 客户端程序设计68-70
• 6 上位机显示图像程序设计70-73
• 6.1 上位机图像显示程序设计70-71
• 6.2 上位机图像显示界面设计71-73
• 7 系统调试和结果分析73-78
• 7.1 系统硬件调试73-74
• 7.1.1 基于RT5350芯片的开发板在调试中遇到的问题73-74
• 7.1.2 基于HI3518E芯片的开发板在调试中遇到的问题74
• 7.2 系统软件调试遇到的问题74-75
• 7.2.1 图像压缩和解压本地调试75
• 7.2.2 图像压缩和解压视频通过WiFi调试75
• 7.3 系统测试结果75-78
• 结论78-79
• 参考文献79-81
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况81-82
• 致谢82-83

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王建建;基于嵌入式Linux的图像采集与无线传输系统设计[D];长安大学;2012年

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本文编号：872141