无线传感网图像采集及传输系统的研究

发布时间：2017-10-09 03:16

  本文关键词：无线传感网图像采集及传输系统的研究

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【摘要】：无线传感网络通过协作网络内的传感器工作,实时采集网络范围内的各种环境参数,对获得的诸如温度、湿度、压力、光强度等简单信息进行分析、处理,进而得到某些规律特征,获取详尽而准确的信息。在社会生活水平日益提高的背景下,简单信息的获取已经不能满足人们对于无线传感网络的应用要求,而图像包含着丰富信息,并且是人们获取客观世界信息的主要来源。基于这样的需求,因而将图像信息引入到无线传感网络中显得尤为迫切并且具有重大的现实意义。本系统采用将图像采集节点、无线网关节点以及远程服务器联合组成的一多层次网络架构。其中,无线传输部分通过采用Zig Bee近距离传输技术与3G远程传输技术相结合的方式,既实现了图像数据的实时传输又满足了整个系统的低功耗需求。采集节点包含图像采集模块及无线传输模块,采集模块部分选用STM32作为中央处理器,控制CMOS摄像头OV2640采集图像,并将压缩后的JPEG数据通过无线模块发送出去。无线传感网选用对等网络结构,采用Zig Bee协议并结合静态路由算法组网。这一组网方式相对简单且提升了传输的可靠性。各采集节点的图像数据最终汇聚到网关节点,再由3G网关节点通过TCP/IP协议,经WCDMA网络与数据服务器进行远距离无线通信,最后可在线从网页端查看采集到的图片。系统主要包括无线传感网图像采集及传输系统的硬件电路和软件程序设计。硬件电路部分主要包括Zig Bee模块CC2530电路、射频前端CC2591电路以及3G模块EM770W电路。软件部分则包含了采集模块摄像头驱动程序、Zig Bee模块的通信程序、3G模块的通信程序以及服务器端的软件设计。最后经对系统各个模块的测试,结果表明系统稳定运行,能够满足在无线传感网络下的图像采集及传输要求。本系统相较于其他传统的图像采集传输系统,具有监测范围大,功耗低,成本低廉的特点,可推广应用于林场监测、大棚种植监控、环境监测等。
【关键词】：STM32 Zig Bee技术 OV2640 3G通信
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 课题研究目的及意义9
• 1.2 课题研究背景9-11
• 1.2.1 无线传感网络的发展及现状9-10
• 1.2.2 图像传输技术的发展及现状10-11
• 1.3 本文的主要内容和章节安排11
• 1.4 本章小结11-12
• 第二章 系统相关理论和技术12-19
• 2.1 系统框架12-13
• 2.1.1 系统组成12
• 2.1.2 系统流程12-13
• 2.2 Zig Bee网络相关技术13-16
• 2.2.1 Zig Bee网络简介13
• 2.2.2 Zig Bee技术特点13-14
• 2.2.3 Zig Bee网络结构及Zig Bee协议栈14-15
• 2.2.4 Zig Bee网络拓扑15-16
• 2.3 3G网络相关技术16-18
• 2.3.1 3G概述16-17
• 2.3.2 WCDMA无线接入结构17
• 2.3.3 WCDMA网络应用组网方案17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 系统的硬件设计19-30
• 3.1 系统核心控制器件19-20
• 3.2 采集模块电路设计20-23
• 3.2.1 OV2640模块介绍20-21
• 3.2.2 OV2640引脚端口21-22
• 3.2.3 数字摄像头接口22-23
• 3.3 Zig Bee模块电路设计23-26
• 3.3.1 CC2530芯片介绍23-24
• 3.3.2 CC2530工作电路设计24
• 3.3.3 CC2591芯片介绍24-26
• 3.4 3G模块电路设计26-29
• 3.4.1 3G模块介绍26-27
• 3.4.2 3G模块硬件电路设计27-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第四章 系统的软件设计30-56
• 4.1 图像采集模块软件概述30-32
• 4.1.1 图像采集模块软件开发平台30
• 4.1.2 STM32固件库介绍30-32
• 4.2 图像采集模块的实现32-35
• 4.2.1 SCCB总线控制32-33
• 4.2.2 图像采集软件实现33-35
• 4.3 Zig Bee模块软件概述35-38
• 4.3.1 Tiny OS系统简介35-36
• 4.3.2 nes C语言介绍36-38
• 4.3.3 Zig Bee模块软件开发平台38
• 4.4 Zig Bee模块软件实现38-43
• 4.4.1 硬件的启动38-39
• 4.4.2 无线通讯协议的软件实现39-40
• 4.4.3 串口通信的软件实现40
• 4.4.4 Zig Bee组网实现40-43
• 4.5 3G模块软件实现43-48
• 4.5.1 网关节点的协议转换原理43-44
• 4.5.2 3G模块软件主程序44-45
• 4.5.3 3G模块通信程序45-48
• 4.6 系统服务器端软件设计48-55
• 4.6.1 服务器软件总体架构49-50
• 4.6.2 网络服务器数据接收程序设计50-51
• 4.6.3 系统的数据库设计51-53
• 4.6.4 网页端程序设计53-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第五章 系统的调试与测试56-62
• 5.1 图像采集测试56
• 5.2 Zig Bee模块测试56-58
• 5.2.1 Zig Bee组网测试56
• 5.2.2 数据传送测试56-58
• 5.3 3G模块测试58-60
• 5.3.1 网络连接测试58-60
• 5.3.2 网络稳定性测试60
• 5.4 系统整体测试60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 总结和展望62-63
• 6.1 全文总结62
• 6.2 工作展望62-63
• 附录A 电路原理图63-65
• 附录B 实物照片65-66
• 附录C 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-67
• 参考文献67-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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5 孙玉文;沈明霞;张祥甫;熊迎军;周良;;基于嵌入式ZigBee技术的农田信息服务系统设计[J];农业机械学报;2010年05期

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本文编号：997846