（電路與系統(tǒng)專業(yè)論文）無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng).pdf

加 聲 ， 砍獷碩士論文 無(wú)線圖像采集傳愉系統(tǒng) 摘要 隨著生活水平的提高， 人們對(duì)家居安全提出了更高的要求， 希望能夠隨時(shí)獲 得家居的實(shí)時(shí)圖像信息。無(wú)線圖象采集傳輸系統(tǒng)正是在這樣的應(yīng)用背景下開(kāi)發(fā) 的。 無(wú)線圖象采集傳輸系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)， 主要完成對(duì)圖 象的采集， 壓縮和 傳輸三個(gè)功能。該系統(tǒng)運(yùn)行的是嵌入式操作系統(tǒng) u c o s , mc u選擇了基于 a r m7 t d mi 體系結(jié)構(gòu)的 a r m 處理器 a t 9 1 r 4 0 0 0 8 。圖象的采集功能由c m o s 圖象傳感器 o v 7 6 4 0來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖象的壓縮由 工作頻率為 5 0 m h z的 m c u芯片 a t 9 1 r 4 0 0 0 8 來(lái)完成，同時(shí)a t 9 1 r 4 0 0 0 8 還要控制和協(xié)調(diào)其他各個(gè)模塊的正常工 作， 圖象的傳輸由g p r s 模塊g r 4 7 通過(guò)移動(dòng)公司的g p r s 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的計(jì) 算機(jī)。 mc u芯片a t 9 1 r 4 0 0 0 8 與很多a r m芯片相比，具有2 5 6 k內(nèi)部r a m的優(yōu) 點(diǎn)，因此本系統(tǒng)無(wú)需設(shè)計(jì)外部擴(kuò)展r a m，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單。c m o s 圖 象傳感器o v 7 6 4 0 通過(guò)s c c b實(shí)現(xiàn)與m c u芯片的數(shù)據(jù)交換。 g p r s 模塊g r 4 7 具有內(nèi)嵌t c p / i p 協(xié)議棧， 使得系統(tǒng)在使用t c p / i p 建立連接時(shí)非常簡(jiǎn)單方便。 在 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式上本系統(tǒng)選擇了g p r s網(wǎng)絡(luò)， 該網(wǎng)絡(luò)在與現(xiàn)有的其他無(wú)線數(shù)據(jù) 傳輸系統(tǒng)相比具有前期投入小， 傳輸距離遠(yuǎn)， 傳輸數(shù)據(jù)量大， 傳輸速度快， 費(fèi)用 低且永遠(yuǎn)在線等顯著優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞:無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)， g p r s 網(wǎng)絡(luò)， a r m芯片 娜 臼 刃 了 ， 認(rèn)矛碩士論文無(wú)線圖像采集傳榆系統(tǒng) a b s t r a c t wi t h t h e i m p r o v e m e n t o f p e o p l e s l i f e , p e o p l e t a k e g r e a t a t t e n t i o n t o h o m e s s a f e t y a n d t h e r e a l i m a g e o f h o m e i s n e e d e d a n y t i m e .s o t h e w i re l e s s i m a g e c a p t u r e d a n d t r a n s f e r r e d s y s t e m i s r e s e a r c h e d a n d d e s i g n e d . t h e s y s t e m i s a e m b e d d e d s y s t e m , a n d c a p t u r i n g i m a g e ,c o m p r e s s i n g i m a g e a n d t r a n s f e r r i n g i m a g e a r e i t s m a i n f u n c t i o n s .t h e o p e r a t i n g s y s t e m r u n n i n g o n t h e s y s t e m i s u c o s a n d t h e a t 9 1 8 4 0 0 0 8 i s s e l e c t e d a s mc u c h i p w h i c h b a s e s o n a r m7 t d mi .t h e c m o s i m a g e s e n s o r o v 7 6 4 0 c a p t u r e s i m a g e w h i c h i s c o m p r e s s e d b y a t 9 i r 4 0 0 0 8 a n d t h e a t 9 i r 4 0 0 0 8 s w o r k f r e q u e n c y i s 5 0 mh z .a t l as t , t h e i m a g e i s t r a n s f e r r e d b y g p r s m o d u l e g r 4 7 t o t h e r e m o t e c o m p u t e r . mc u c h i p a t 9 1 r 4 0 0 0 8 h as m o r e i n t e r n a l r a m t h a n m a n y o t h e r a r m c h i p ,a n d t h e i n t e rna l r a m i s 2 5 6 k b y t e s . s o t h e e x t e rn a l r a m i s n t n e e d e d w h i c h m a k e s t h e s t r u c t u r e s i m p l e r .c mo s i m a g e s e n s o r o v 7 6 4 0 e x c h a n g e d a t a w i t h mc u c h i p b y s c c b . g p r s m o d u l e g r 4 7 h a s e m b e d e d t c p / i p p r o t o c o l s t a c k w h i c h m a k e t h e s y s t e m t c p / i p a p p l i c a t i o n e as y . t h e g p r s n e t w o r k i s s e l e c t e d a s t h e s y s t e m w ir e l e s s d a t a t r a n s f e r r i n g m e t h o d . t h e g p r s n e t w o r k h a s m o r e a d v a n t a g e s t h a n o t h e r p r e s e n t w i r e l e s s d a t a t r a n s f e r r i n g m e t h o d s , s u c h a s t r a n s f e r r i n g f a r th e r , t r a n s f e r r i n g m u c h m o r e d a t a , t h e h i g h e r s p e e d , t h e l o w e r c o s t a n d a l w a y s o n l i n e . k e y w o r d : w i r e l e s s i m a g e c a p t u r e d a n d t r a n s f e r r e d s y s t e m , e m b e d d e d s y s t e m , g p r s n e t w o r k , ar m c h i p 戶. 夢(mèng) _ 4 妒碩士論文無(wú)線圖像來(lái)集傳愉系統(tǒng) 第一章 緒論 隨著人們生活水平的提高， 轎車在中國(guó)越來(lái)越普及， 而轎車的安全問(wèn)題也成 了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 現(xiàn)有的車載報(bào)警系統(tǒng)已 經(jīng)不能滿足人們生活中的需要， 因?yàn)?它經(jīng)常出 現(xiàn)誤報(bào)情況， 這種情祝一般是由于車子不小心被碰撞而引發(fā)報(bào)警聲。 況 且即便是真的報(bào)警聲，車主也不能分辨是自己的車子報(bào)警還是別人的車子報(bào)警， 因?yàn)楹芏嘬囎拥膱?bào)警聲都是一樣的。 很顯然現(xiàn)有的車載報(bào)警系統(tǒng)僅僅起到對(duì)偷竊 者的威懾作用， 而不能提供更多的信息給用戶。 如果 在現(xiàn)有的車載報(bào)警系統(tǒng)中加 入實(shí)時(shí)圖像采集傳輸模塊， 那么車主就可以 通過(guò)支持彩信的手機(jī)實(shí)時(shí)的查看車子 的圖像來(lái)確認(rèn)車子的安全。 目 前， 入室偷盜現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，由于 人們大部分時(shí)間 都在辦公室度過(guò)， 因 此家里變得空空如也， 使得偷盜者有了可乘之機(jī)。 而往往等人們下班回家才發(fā)現(xiàn) 被偷盜然后報(bào)警， 卻經(jīng)常過(guò)了有效的報(bào)警時(shí)間。 因此人們希望能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)偷盜 事件的發(fā)生并報(bào)警， 以便警察的處理。 因此。 工作繁忙的人們?cè)诠ぷ髦鄬?shí)時(shí)了 解家里情況的要求就變得越來(lái)越迫切。 而現(xiàn)有的 監(jiān)控系統(tǒng)一般只是針對(duì)整個(gè)住宅 小區(qū)環(huán)境， 而不是針對(duì)各個(gè)家居， 而且使用的也是閉路電視的有線監(jiān)控方式， 由 保安實(shí)時(shí)查看采集到的圖像， 并不能滿足前面提到的要求。 因此我們需要一種可 以讓人們?cè)谵k公室能夠看到家里實(shí)時(shí)圖像的系統(tǒng)， 這樣就可以 使家居的主人實(shí)時(shí) 的掌握家里的安全情況。 s m s ( s h o rt m e s s a g e s e r v i c e ) 短 信 息 服 務(wù) ， 是g s m ( g lo b a l s y s t e m f o r m o b i le c o m m u n ic a t i o n ) 系 統(tǒng)中 提供 的 一 種g s m終 端 ( 手 機(jī)) 之 何 通 過(guò) 服 務(wù) 中,g , s e r v i c e c e n t e r ) 進(jìn)行文本信息收發(fā)的 應(yīng)用 服務(wù)， 其中 服務(wù)中 心完成信息的 存儲(chǔ) 和轉(zhuǎn)發(fā)功 能。短信息服務(wù)作為g s m網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，己得到越來(lái)越多的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商 和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的重視， 基于這種業(yè)務(wù)的 各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來(lái)。以g s m網(wǎng)絡(luò) 作為數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)， 可以開(kāi)發(fā)出多 種前景極其樂(lè)觀的 各類應(yīng)用， 如無(wú)線數(shù)據(jù) 的雙向 傳送、 無(wú)線遠(yuǎn)程檢測(cè)和控制等。 典型的應(yīng)用有: 變電站、電 表、 水塔、 水 庫(kù)或環(huán)保監(jiān)測(cè)點(diǎn)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸和無(wú)線自 動(dòng)警報(bào); 遠(yuǎn)程無(wú)線控制高壓線路 斷電器、 加熱系統(tǒng)、 防洪攔阻系 統(tǒng)或其它機(jī)電系統(tǒng)的啟 動(dòng)和關(guān)閉; 車隊(duì) 交通管f s. 和控制指揮系統(tǒng); 控制和監(jiān)測(cè)香煙、 食品 和飲料自 動(dòng)售貨機(jī)的 運(yùn)行狀態(tài)和存貨水 戶 p f s . r . f 碩士論文無(wú)線圖 像采集 傳輸系 統(tǒng) 平等等。 但是現(xiàn)在人們已 經(jīng)不滿足于枯燥無(wú)味的 純文本信息， 人們希望得到純文 本信息的同時(shí)獲得實(shí)時(shí)的圖像信息，使得系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更廣。 在前面的應(yīng)用背景下我們提出了 無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 無(wú)線圖像采 集傳輸系統(tǒng)的原理是通過(guò)圖像傳感器實(shí)時(shí)采集一幀圖像， 經(jīng)過(guò)壓縮以j p e g格式 保存，然后通過(guò)移動(dòng)公司的g p r s網(wǎng)絡(luò)以無(wú)線方式發(fā)送到連在i n t e m e t 上的遠(yuǎn)端 計(jì)算機(jī)終端，在這個(gè)計(jì)算機(jī)終端有一個(gè)面向t c p / i p 連接的應(yīng)用程序接收這幅圖 像并在計(jì)算機(jī)上顯 示出來(lái)， 用戶便可以實(shí)時(shí)的得到一幅靜態(tài)圖 像， 以了 解監(jiān)控現(xiàn) 場(chǎng)的圖像信息。 1 . ，現(xiàn)有的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 1 . 1 . 1 利用專用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 專 用無(wú) 線 數(shù) 據(jù)網(wǎng) 絡(luò) 12 1基 站設(shè) 備 投 資 并 不 大， 無(wú)需 值 守 和 維 護(hù) 人員 。 單 基 站的 有效覆蓋半徑在中小型城市及 無(wú)高山 阻擋地區(qū) 可達(dá)3 。 公 里以上， 大型 中心城市 ， 因高樓密集對(duì)電 波傳輸產(chǎn)生多徑和衰落，有效覆蓋半徑可達(dá)1 5 公里左右。通過(guò) 多個(gè)基站聯(lián)網(wǎng)同步。實(shí)現(xiàn)大區(qū)域覆蓋，大大擴(kuò)展了無(wú)線專網(wǎng)的覆蓋范圍。 目 前的專用無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備基本上都是采用常 規(guī)調(diào)頻電臺(tái) 加 m o d e m 的 方式實(shí)現(xiàn)的。 電臺(tái)工作于2 3 0 m h z , 8 0 0 m h z 數(shù)傳業(yè)務(wù)頻段和3 5 0 m h z , 8 0 0 mh z 集群業(yè)務(wù)頻段。 在2 5 k h z 信 道， 數(shù)據(jù)速 率基 本 上是1 2 0 0 b p s , 2 4 0 0 b p s ， 一些電 臺(tái) 采用g ms k等mo d e m芯片把輸出的低頻信號(hào)直接加到v c o輸入端能實(shí)現(xiàn) 9 6 0 0 b p s 的 無(wú) 線數(shù) 據(jù) 傳 輸， 但 該 方 式 的 射 頻 指 標(biāo)， 難 于 滿足 信 息 產(chǎn) 業(yè)部 規(guī) 定要 求， 且其1 0 e - 6 誤碼靈敏度很低， 通信距離非常 近，實(shí)際當(dāng)中 無(wú)法使用。 另外，常 規(guī)調(diào)頻電臺(tái)的收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間在5 0 -1 0 0 m s 左右， 不能 實(shí)現(xiàn)高速收發(fā)轉(zhuǎn)換p 目 前， 許多場(chǎng)合都在使用無(wú)線電臺(tái) 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 使用電臺(tái)常常 遇到許多困 難，主要表現(xiàn)在: ( 1 ) 產(chǎn)品硬件設(shè)備成本高昂， 一次投入較大。 ( 2 ) 數(shù)傳距離短， 一般商用電臺(tái)的 傳輸距離都在5 0 公里的 數(shù)量級(jí)， 不利于長(zhǎng)距 離數(shù)據(jù)傳輸。 ( 3 ) 為了 增加傳輸距離， 必須把天線架高， 而天線高了以 后雷擊靜電 等危害有 戶 a j s . i , 妒碩士論文無(wú)線圖像采集傳愉系統(tǒng) 不可避免。 c 4 )數(shù)據(jù)傳輸速率低，因?yàn)闊o(wú)線帶寬限制，只能實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)量的信息傳輸。對(duì) 于大數(shù)據(jù)量監(jiān)控乃至視頻圖象 傳輸則無(wú)能為力。 ( 5 )數(shù)傳可靠性低。一般商用電臺(tái)都工作在固定單一頻點(diǎn)，電磁環(huán)境惡劣，另 外基于數(shù)傳協(xié)議的缺陷等問(wèn)題也是可靠性低的另外一個(gè)重要原因。 ( 6 )維護(hù)費(fèi)用高。商用電臺(tái)工作功率大，貨源復(fù)雜等都導(dǎo)致商用電臺(tái)故障頻率 較高，另外其維修人工費(fèi)用也比較高。 1 . 1 .2 利用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)的短距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 藍(lán)牙技術(shù)3， 是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為 固定設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的無(wú)線電 空中 接口( r a d i o a i r i n t e r f a c e ) ， 將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合 起來(lái)， 使各種3 c 設(shè)備在沒(méi)有 電 線或電纜相互連接的情況下， 能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。 簡(jiǎn)單的 說(shuō)，藍(lán)牙技術(shù)是一種利用低功率無(wú)線電在各種3 c 設(shè)備間彼此傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。 它最大的 好處， 就是能 夠取代各種亂七八糟的傳輸線。 傳統(tǒng)的傳輸線有長(zhǎng)度的限制， 對(duì)設(shè)備擺放的位置有一定的要求， 傳輸線太短 的話， 設(shè)備就不能離電 腦太遠(yuǎn); 傳輸線太一長(zhǎng) 又得東纏西繞. 麻煩且不美觀。 改用 藍(lán)牙無(wú)線傳輸后， 就能突破傳輸線的牽絆， 電腦要通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)， 手機(jī)不必放在 電腦旁邊， 甚至根本不用從口 袋里拿出來(lái)， 只要在十米距離之內(nèi)， 就可以自由傳 輸，沒(méi)有任何限制。 當(dāng) 設(shè)備一多，傳輸線就可能會(huì)亂成一團(tuán). 不易整理、 攜帶不便，也不雅觀。 而拔插傳輸線更是苦差事， 不僅要記住不同 形狀的 插頭與插座的 對(duì)應(yīng)關(guān)系， 有時(shí) 還得在電 腦后頭摸索半天。 使用藍(lán)牙取代傳統(tǒng)傳輸線， 不但可以 跟亂七八糟的 傳 輸線說(shuō)再見(jiàn)， 更不必去死記插座和插頭形狀的 對(duì)應(yīng)關(guān) 系， 只要簡(jiǎn)單幾個(gè)鼠 標(biāo)操作 或按鍵的設(shè)定， 就可以 為設(shè)備之間 搭起無(wú)線傳輸?shù)耐ǖ溃?實(shí)在是非常方便。 當(dāng) 然藍(lán)牙 技術(shù)也 要不足之處，那就是它的 傳輸距離在i o m - l o a m 之間，傳輸 距離教短， 不便于 遠(yuǎn)程圖像的 傳輸。 戶 ; ; -1 4碩士論文 無(wú)線圖 像采集 傳蜻系 統(tǒng) 1 . 1 .3 利用g s m 網(wǎng)絡(luò)以s m s 形式傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 - - - g s m 系統(tǒng)是目 前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中比較成熟、完善、 應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)，g s m 的短信息系統(tǒng)以其快捷方便而且廉價(jià)的特點(diǎn)擁有 廣泛的用戶，同時(shí)也為遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一種新的技術(shù)手段。利用 g s m 短信息 ( s ms ) 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控具有投資少、 成本低、 可靠性高等特點(diǎn)， 在一些對(duì)操作和監(jiān) 控的實(shí)時(shí)性要求不高的情況下具有很高的性價(jià)比。 但是這樣的系統(tǒng)有明顯的缺 陷， 那就 是短消息的長(zhǎng)度有限1 6 0 個(gè)字符的限 制， 并且只能傳輸文本文件。 當(dāng) 短 消息中心數(shù)據(jù)繁忙時(shí).容易造成信息阻塞和丟失，不能保證實(shí)時(shí)收發(fā)信息。 綜上所述，以上三種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在傳輸距離、傳輸速率、傳輸容量、 成本費(fèi)用等參數(shù)上不能滿足無(wú)線圖像的遠(yuǎn)距離傳輸， 而無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng)利 用g p r s 網(wǎng)絡(luò)的 眾多優(yōu)點(diǎn)很好的 解決了以上這些問(wèn)題。 1 .2 g p r s 簡(jiǎn)介 g p r s i0 l- g e n e r a l p a c k e t r a d i o s e r v i c e ， 為 通 用 分組 無(wú) 線 業(yè) 務(wù)的 簡(jiǎn) 稱， 是 歐洲電信協(xié)會(huì)g s m 系統(tǒng)中有關(guān)分組數(shù)據(jù)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。 g p r s 具有充分利用現(xiàn)有 的網(wǎng) 絡(luò)、資源利用率高、始終在線、 傳輸速率高，資費(fèi)合理等特點(diǎn)。 目 前世界上有大約1 0 億普通電話用戶，3 億無(wú)線通信用戶和1 億互聯(lián)網(wǎng)用 戶。 世界電信業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是無(wú)線語(yǔ)音業(yè)務(wù)的發(fā)展速度超過(guò)普通電 話業(yè)務(wù)， 兩者 間 在不斷融合。 未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)有線、 無(wú)線和互聯(lián)網(wǎng)三者合一的數(shù)字化的全 球網(wǎng) 絡(luò)。 其覆蓋 將超越一切 地理障礙， 使信息無(wú)處不在。 預(yù)計(jì)2 0 0 5 年將、 0 億無(wú) 線互聯(lián)網(wǎng) 用戶， 中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng) 用戶數(shù)將從現(xiàn)在的2 千萬(wàn)增加到2 0 0 3 年的6 千萬(wàn)。 g p r s 是目前階段解決移動(dòng)通信信息服務(wù)的一種較完美、即將從應(yīng)用實(shí)驗(yàn)到i f 式 推廣的 業(yè)務(wù)。 與g s m c s d 業(yè)務(wù)不同的是， g p r s 業(yè)務(wù)將以 數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)，而g s m c s d 業(yè)務(wù) 則以時(shí)間計(jì)費(fèi)，g p r s 這一計(jì)費(fèi)方式更適應(yīng)數(shù) 據(jù)通信的 特點(diǎn)。 此外. g p r s 業(yè)務(wù)的 速度較g s m c s d 業(yè)務(wù)也將有很大提高， g p r s 可提供高 達(dá)1 1 5 k b / s 的傳輸速率( 最 高值為1 7 1 . 2 k b / s ) 、 下一代g p r s 業(yè)務(wù)的速度可以達(dá)到3 8 4 k h i t l s . 加 ; s - #碩士論文 無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng) g p r s 一個(gè)較大的 優(yōu)勢(shì)是能 夠充分利用現(xiàn)有的g s m 網(wǎng)，可以 使運(yùn)營(yíng)商在全國(guó) 范圍內(nèi) 推出 此項(xiàng)業(yè)務(wù)。 相信在數(shù)年內(nèi)， 通過(guò)便攜式電腦， g p r s 用戶能以與i s d n 用戶一樣快的速度上網(wǎng)瀏覽， 同時(shí)也使一些對(duì)傳輸速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成 為可能. g p r s 用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占 用資 源，這意味著多個(gè)用戶可高 效率地共享同一無(wú)線信道， 從而提高了資源的利用率。 同時(shí)， 用戶只需按數(shù)據(jù)通 信量付費(fèi)，而無(wú)需對(duì)整個(gè)鏈路占用期間付費(fèi)。實(shí)際上，g p r s 用戶可能連接的時(shí) 間長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)， 卻只需支付相對(duì)低廉的連接費(fèi)用， 可使用戶的使用費(fèi)用大大降低。 g p r s 通信模塊就是為 使用g p r s 服務(wù)而開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信終端設(shè)備。 可應(yīng)用到 下列系統(tǒng)集成中: 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、自 動(dòng)售貨系統(tǒng)、無(wú)線定 位系統(tǒng)、門 禁保安系統(tǒng)、 物質(zhì)管理系統(tǒng)等。 1 . 2 . 1 g p r s 特點(diǎn) g p r s ， 通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)是一種基于g s m 系統(tǒng)的無(wú)線分組交換技術(shù)， 提供瑞 到端的、 廣域的無(wú)線i p 連接。 g p r s 充分利用共享無(wú)線信道， 采用i p o v e r p p p 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)終端的高速、 遠(yuǎn)程接入。 作為現(xiàn)有g(shù) s m 網(wǎng)絡(luò)向 第三代移動(dòng)通信演變的過(guò) 渡技術(shù) ( 2 . 5 g ， g p r s 在許多方面都具有顯著的 優(yōu)勢(shì)。 g p r s 有下列特點(diǎn): ( 1 ) 可充分利用現(xiàn)有資源一中國(guó)移動(dòng)全國(guó)范圍的電 信網(wǎng)絡(luò)一g s m ，方便，快速、 低建設(shè)成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署; ( 2 ) 傳輸速率高， g p r s 數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到5 7 ak 6 p s , 最高可達(dá)到1 1 5 k h p s - 1 7 0 k b p s , 3 8 4 k b i t / s 完全可以 滿足用戶應(yīng)用的需求，下一代g p r s 業(yè)務(wù)的速度可以 達(dá)到 ( 3 ) 接入時(shí)間短， g p r s 接入等待時(shí)間 短， 可快速建立連接， 平均為 兩秒; ( 4 ) 提供實(shí)時(shí)在線功能 “ a l w a y s o n l i n e ， 用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)， 這將使訪問(wèn) 服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速; ( 5 ) 按流量計(jì)費(fèi)， g p r s 用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占 用資源， 用戶可以 一 直在線， 按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用， 沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的傳遞 時(shí)，用戶即使掛在網(wǎng) 上也是不收費(fèi)的。 加; - i 妒碩士論文無(wú)線圖像采集傳拾系統(tǒng) g p r s 業(yè)務(wù)， 具有接入迅速、 永遠(yuǎn)在線、 流量計(jì)費(fèi)等特點(diǎn)， 在遠(yuǎn)程突發(fā)性數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)傳輸中 有不可比 擬的 優(yōu)勢(shì)， 特別適合于頻發(fā)小 數(shù)據(jù)量的實(shí) 時(shí)傳 輸， 因而g p r s 業(yè)務(wù)在某些行業(yè)上有特殊的應(yīng)用。 1 . 2 . 2 g p r s 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) g s m 己 發(fā)展到了p h a s e 2 + 階段， 這一階段的 核心問(wèn) 題就是高 速移動(dòng)數(shù)據(jù)通信。 近年來(lái)， 越來(lái)越多的g s m 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商引入移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 不僅使g s m 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú) 線互聯(lián)網(wǎng)功能， 而且積累無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)， 為向 第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的 過(guò)渡作好準(zhǔn)備。 g s m 移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要分為電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。g s m 第一階 段提供的9 . 6 k b p s 以下數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及p h a s e 2 + 階段提出的h s c s d 都屬于電路型數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)。p h a s e 2 + 階段提出的g p r s ，則屬于分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。后者相對(duì)于前者具 有很顯著的優(yōu)越性， 兩者特點(diǎn)對(duì)比 如表1 一1 所示。 表1 一1 電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與分組型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)比 對(duì)比內(nèi)容 電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ( 9 . 6 k b p s 以下數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 及 h s c s d ) i 專用， 最多4 個(gè)時(shí)隙捆綁i 共享， 最多8 個(gè)時(shí)隙捆綁， 動(dòng) 無(wú)線信道i ( 固定占用時(shí)隙)態(tài)時(shí)隙分配 鏈路建立時(shí) 間 呼 。 建 立 時(shí) 間 長(zhǎng)短 ， 有 ， 永 遠(yuǎn) 在 線 ，之 稱 傳輸時(shí)延 傳輸速率 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)費(fèi)用 短， 適合于實(shí)時(shí)性強(qiáng)的業(yè) 務(wù) 從小于9 . 6 k b p s 到 5 7 . 6 k b p s 初期投資少， 需增加i w f 單元及對(duì)b t s / b s c 進(jìn)行 適度的傳輸時(shí)延 最大1 7 1 . 2 k b p s 費(fèi)用較大，需增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 但節(jié)省基站投資 相同業(yè)務(wù) 軟件升級(jí) 價(jià)格昂貴、占 用系統(tǒng)資源價(jià)格較便宜、占用系統(tǒng)資源少 加 j j - a . 護(hù)碩士論文 無(wú)線圖 像采集 傳愉系統(tǒng) 代價(jià) g p r s 網(wǎng)是在g s m 電 話網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加以下功能實(shí)體構(gòu)成的:s g s n ( 服務(wù)g p r s 支持節(jié)點(diǎn))、 g g s n( 網(wǎng)關(guān)g p r s 支持節(jié)點(diǎn))、p t m s c( 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)中心):共用 g s m 基站但基站要進(jìn)行軟件更新;采用新的g p r s 移動(dòng)臺(tái);g p r s 要增加新的移動(dòng) 性管理程序;通過(guò)路由器實(shí)現(xiàn)g p r s 骨干網(wǎng)互聯(lián); g s m 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要進(jìn)行軟件更新 和增加新的m a p 信令和g p r s 信令等。 g p r s 骨干網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖 i 一i 所示。 信令和傳愉接口 圖1 一1 g p r s 骨干網(wǎng)的 邏輯結(jié)構(gòu)圖 g p r s 網(wǎng)上增加了一些接口，主要包括、 g b 口 : s g s n 通過(guò)g b 口 與 基站b s s 相聯(lián)， 為移動(dòng)臺(tái)m s 服務(wù)。 通過(guò)邏輯控制 協(xié)議l l c , 建立s g s n 與m s 之間的連接， 提供移動(dòng)性管理 ( 位置跟蹤) 和安全管 理功能。 s g s n 完成m s 和s g s n 之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換， 即骨干網(wǎng)使用的i p 協(xié)議轉(zhuǎn)換成 s n d c p 和l l c 協(xié)議， 并提供m s 鑒權(quán)和登記功能。 g n 口:s g s n 通過(guò)g n口和g g s n 相聯(lián)，通過(guò)g p r s 隧道協(xié)議 ( g t p )建立s g s n 和外部數(shù)據(jù)網(wǎng) x . 2 5 或i p )之間的通道，實(shí)現(xiàn)m s g s 口:用于s g s n 向m s c / v l r 發(fā)送地址信息 和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)。 并從m s c / v l r 接收尋呼請(qǐng)求 實(shí)現(xiàn)分組型業(yè)務(wù)和非分組型業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)。 g r口: h l r 保存g p r s 用戶數(shù)據(jù)和路由信息 ( i m s i , s g s n 還包含分組數(shù)據(jù)協(xié)議p d p 信息， 包括p d p 類型 ( x . 2 5 或i p ) 等級(jí)以及路由信息。 地址)， 每個(gè)1 m s i 、 p d p 地址及其q o s 戶 . ; i砍妒碩士論文 無(wú)線圖 像采集傳拾系 統(tǒng) g i 口: g g s n通過(guò)g i 口 實(shí)現(xiàn)g p r s 網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)( p d p ) 的互聯(lián)。 g g s n 實(shí)際上是兩個(gè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)， g p r s 本身屬于i p 領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)，g i 口 支持x .2 5 和i p 協(xié)議。 從p d n網(wǎng)看g g s n. g g s n可看作是一個(gè)路由器連到p d n網(wǎng)。 g g s n包 含用于連接g p r s用戶的路由信息，為外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的p d u送到ms 提供通道。 通過(guò)g g s n與g p r s 網(wǎng) 互聯(lián)的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)p d n ， 可以是p s p d n網(wǎng)， 這時(shí)， g p r s 支持i t u - t x . 1 2 1 和i t u - t e . 1 6 4 編號(hào)方案，提供x .2 5 虛電路及對(duì)x .2 5 快速選 擇， 還支持網(wǎng)間的x . 7 5 協(xié)議連接; 也可以是i n t e rn e t 網(wǎng)， 基于i p協(xié)議，在i f ) 數(shù) 據(jù)報(bào)傳輸方式中， g p r s 支持t c p i i p 頭的壓縮功能。 1 . 2 . 3 g p r s 應(yīng)用 g p r s 應(yīng)用主要分為面向 個(gè)人用戶的橫向 應(yīng)用和面向 集團(tuán) 用戶的縱向 應(yīng)用兩 利 。 對(duì)于橫向應(yīng)用， g p r s 可提供網(wǎng)上沖浪、 e m a i l 、 文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、增 強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)。 對(duì)于縱向 應(yīng)用，g p r s 可提供以下幾類應(yīng)用: 運(yùn)輸業(yè):車輛及智能調(diào)度。 金融、 證券和商業(yè): 無(wú)線p o s 、 無(wú)線a t m 、自 動(dòng)售貨機(jī)、 流動(dòng)銀行等。 實(shí)時(shí)發(fā)布股市動(dòng)態(tài)、 天氣預(yù)報(bào)、 交通信息等。 公共安全業(yè):隨時(shí)隨地接入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。 遙測(cè)、 遙感、 遙控: 如氣象、 水文系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)， 對(duì)災(zāi)害進(jìn)行遙測(cè)和告警， 遠(yuǎn)程操作， 提供v p n 業(yè)務(wù)， 使企業(yè)員工能夠隨時(shí)隨地與總部保持聯(lián)系， 降 低公司建設(shè) 自己的廣域網(wǎng)的成本。 提供以g p r s 承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于w a p 的各種應(yīng)用。 通過(guò)手提電話或電 腦， 可檢查自 動(dòng)售賣機(jī)內(nèi)的貨存和營(yíng)業(yè)額。 自 動(dòng)售賣機(jī)的手提電 話付款。 監(jiān)視器的錯(cuò)誤狀況，液體水平，溫度 監(jiān)視冷庫(kù)溫度， 濕度。內(nèi)置溫度探針介 2 5 0 1 + 1 0 0 0) 。 g s m 天文臺(tái) ， 廣泛應(yīng)用在飛翔和航海俱樂(lè)部。 j ”，上妒碩士論文無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng) g i 口：g g s n 通過(guò)g i 口實(shí)現(xiàn)g p r s 網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)( p d p ) 的互聯(lián)。g g s n 實(shí)際上是兩個(gè)互聯(lián)網(wǎng)兩關(guān)，g p r s 本身屬于諍顎域網(wǎng)絡(luò)，g i 口支持x 2 5 和i p 協(xié)議。從p d n 網(wǎng)看g g s n ，g g s n 可看作是一個(gè)路由器連到p d n 網(wǎng)。g g s n 包 含用于連接g p r s 用戶旮勺路由信息，為外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的p d u 送到m s 提供通道。 通過(guò)g g s n 與g p r s 網(wǎng)互聯(lián)的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)p d n ，可以是p s p d n 網(wǎng)這時(shí)，g p r s 支持i t u - tx 1 2 1 和i t u te 1 6 4 編號(hào)方案，提供x 2 5 虛電路及對(duì)x 2 5 快速選 擇，還支持網(wǎng)間的x 7 5 協(xié)議連接；也可以是i n t e m e t 網(wǎng)，基于i p 協(xié)議，在i p 數(shù) 據(jù)報(bào)傳輸方式中，g p r s 支持t c p t l p 頭的壓縮功能。 1 2 36 p r s 應(yīng)用 g p r s 應(yīng)用主要分為面向個(gè)人用戶的橫向應(yīng)用和面向集團(tuán)用戶的縱向應(yīng)用兩 神。 對(duì)于橫向應(yīng)用，g p r s 可提供網(wǎng)上沖浪、e m a i l 、文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、增 強(qiáng)型短消息等業(yè)務(wù)。 對(duì)于縱向應(yīng)用，g p r s 可提供以下幾類應(yīng)用： 運(yùn)輸業(yè)：車輛及智能調(diào)度。 金融、證券和商業(yè)：無(wú)線p o s 、無(wú)線a t m 、自動(dòng)售貨機(jī)、流動(dòng)銀行等。 實(shí)時(shí)發(fā)布股市動(dòng)態(tài)、天氣預(yù)報(bào)、交通信息等。 公共安全業(yè)：隨時(shí)隨地接入遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。 遙測(cè)、遙感、遙控：如氣象、水文系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行遙測(cè)和告警， 遠(yuǎn)程操作。 提供v p n 業(yè)務(wù)，使企業(yè)員工能夠隨時(shí)隨地與總部保持聯(lián)系，降低公司建設(shè) 自己的廣域網(wǎng)的成本。 提供以g p r s 承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)和基于w a p 的各利應(yīng)用。 通過(guò)手提電話或電腦，可檢查自動(dòng)售賣機(jī)內(nèi)的貨存和營(yíng)業(yè)額。 自動(dòng)售賣機(jī)的手提電話付款。 監(jiān)視器的錯(cuò)誤狀況，液體水平，溫度 監(jiān)視冷庫(kù)溫度，濕度。內(nèi)置溫度探針( 一2 5 。d 0 0 。) 。 g s m 天文臺(tái)，廣泛應(yīng)用在飛翔和航海俱樂(lè)部。 # m ，z 妒碩士論文無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng) 監(jiān)視老人及行動(dòng)不便的人。它可以將警報(bào)通過(guò)語(yǔ)音或短訊同時(shí)發(fā)給8 個(gè)不 同的電話號(hào)碼。 可以遙控商業(yè)及住宅的防盜警報(bào)。 可以遙控暖氣和冷卻系統(tǒng)。 可以應(yīng)用在汽車的防盜警報(bào)。 機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)管理系統(tǒng) 銀行儲(chǔ)蓄點(diǎn)機(jī)房監(jiān)控 通信行業(yè)遠(yuǎn)端無(wú)人值守站機(jī)房監(jiān)控和遠(yuǎn)程維護(hù)( 如移動(dòng)通信基站、微波 站、光纖中繼站等) 其他無(wú)人值守點(diǎn)( 如倉(cāng)庫(kù)、辦公樓等) 監(jiān)控 移動(dòng)車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng) 公安、11 0 、交警車輛監(jiān)控調(diào)度 銀行運(yùn)鈔車、郵政運(yùn)輸車監(jiān)控調(diào)度 出租車管理調(diào)度 公交車輛調(diào)度和指示 集團(tuán)車輛監(jiān)控調(diào)度 移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng) 移動(dòng)性證卷交易和信息查詢 公安移動(dòng)性數(shù)據(jù)( 身份證、犯罪檔案等) 查詢 交警移動(dòng)性數(shù)據(jù)( 車輛、司機(jī)檔案等) 查詢 通信維護(hù)人員線路資料查詢 其他外勤人員移動(dòng)性數(shù)據(jù)查詢 無(wú)線接入系統(tǒng) 無(wú)線固定電話接入( w l l ) 無(wú)線i c 卡 無(wú)線磁卡電話 火車、汽車、輪船等移動(dòng)載體付費(fèi)電話 城市公用事業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng) 煤氣調(diào)壓站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制 自來(lái)水、污水管網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù) q p _ ，z 妒碩士論文無(wú)線圖像采集傳輸系統(tǒng) 熱力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù) 電力系統(tǒng)城市串壓電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)補(bǔ)償 1 2 4g p r s 業(yè)務(wù)解決方案 g p r s 作為g s m 分組數(shù)據(jù)的一種業(yè)務(wù)，很大程度上拓展了g s m 無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 空間。我們將結(jié)合中國(guó)移動(dòng)近期準(zhǔn)備在中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)上開(kāi)展的業(yè)務(wù)進(jìn)行g(shù) p r s 業(yè)務(wù) 解決方案介紹，主要包括i n t e r n e t 接入、w a p 、專網(wǎng)接入、基于終端安裝業(yè)務(wù)、 專線接入、g p r s 短消息等7 種業(yè)務(wù)，并選擇其中的i n t e r n e t 接入業(yè)務(wù)作為本系 統(tǒng)選擇的業(yè)務(wù)。下面具體介紹i n t e r n e t 接入業(yè)務(wù) ( 1 ) 業(yè)務(wù)描述 這是g p r s 最普遍的一種應(yīng)用，利用手機(jī)+ 筆記本接入i n t e r n e t ，如圖1 2 所示。 圖1 2g p r s 網(wǎng)絡(luò)原理 ( 2 ) 用戶i p 地址分配及與i p 網(wǎng)絡(luò)連接方案 手機(jī)十筆記本接入i n t e r n e t 業(yè)務(wù)的用戶地址可以分配公有地址或私有地址， 從節(jié)約公有地址角度出發(fā)，建議采用私有地址。實(shí)現(xiàn)方式為：手機(jī)接入經(jīng)過(guò)服務(wù) 器r a d i u s 授權(quán)后，由g g s n 分配私有地址，該私有地址通過(guò)n a t 轉(zhuǎn)換后接入c m n e t 。 ( 3 ) i n t e r n e t 接入方式選擇 g g s n 接入i n t e m e t 有透明和非透明兩種方式。如果移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商作為g p r s 運(yùn)營(yíng)商的同時(shí)，直接作為i s p 提供i n t e m e t 按入服務(wù)，建議采用透明方式，用戶 接入因特網(wǎng)無(wú)須進(jìn)行認(rèn)證，可由移動(dòng)用戶鑒權(quán)替代，這樣可加快用戶接入速度， 減少r a d i u s 服務(wù)器的投資。也可以采用非透明方式接入i n t e r n e t ，通過(guò)r a d i u s 進(jìn)行用戶認(rèn)證。 1 0 加;. - a 護(hù)碩士論文無(wú)線圖像采集傳翰系統(tǒng) 1 . 3 論文的主要研究?jī)?nèi)容 綜上所述， 利用g p r s 網(wǎng)絡(luò)功能傳輸圖像與另外三種數(shù)據(jù)傳輸方式相比， 具 有前期投入小，傳輸距離遠(yuǎn)， 傳輸數(shù)據(jù)量大， 傳輸速度快，費(fèi)用低等顯著優(yōu)點(diǎn)， 因此本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候充分考慮到這些優(yōu)點(diǎn)，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模塊采用了 g p r s網(wǎng)絡(luò)功能完成數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸。 論文的主要研究?jī)?nèi) 容分為硬件和軟件兩個(gè)方面:在硬件方面完成m c u芯片 的選擇， g p r s 模塊的選擇， 圖像傳感器芯片的選擇，電 源芯片的選擇。以及這 些芯片之間的接口設(shè)計(jì)。 在軟件方面完成對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)p c / o s - 1 1 的移植，應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，圖 像傳感器o v 7 6 4 0 圖像采集程序的設(shè)計(jì)， j p e g壓縮代碼的設(shè)計(jì)。這里應(yīng)用程序 的開(kāi)發(fā)和j p e g壓縮代碼的設(shè)計(jì)是論文程序設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)。 應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)主 要完成4 個(gè)任務(wù)的分配， 還有這些任務(wù)之間的同步協(xié)調(diào)問(wèn)題。 j p e g壓縮代碼的 設(shè)計(jì)主要完成對(duì)采集到的原始圖像y , u , v數(shù)據(jù)進(jìn)行j p e g標(biāo)準(zhǔn)的壓縮。嵌入 式操作系統(tǒng)“c / o s - 1 1 的移植主要是完成用# d e f i n e設(shè)置一個(gè)常量的值 ( o s _ c p u . h ) 、 聲明1 0 個(gè)數(shù)據(jù)類型( o s 多p u . h ) 、 用# d e f i n e 聲明 三個(gè)宏( o s 多p u . h ) , 用 c語(yǔ)言編寫六個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)( o s _ c p u c . c ,編寫四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù) ( o s c p u a . s ) 。 圖 像 傳感器o v 7 6 4 0 圖 像 采 集程序的 設(shè)計(jì)主 要完 成 對(duì)原 始圖 像的 采集， 這個(gè)程序比 較特殊， 因?yàn)樗鼘?duì)時(shí)間的要求性很高， 所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用 了匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)。 加 介4獷碩士論丈 無(wú)線圖像采集傳翰系 統(tǒng) 第二章 系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì) 無(wú)線圖象采集傳輸系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，主要完成對(duì)圖象的采集，壓縮和 傳輸三個(gè)功能。該系統(tǒng)運(yùn)行的是嵌入式操作系統(tǒng) u c o s , m c u選擇了基于 a r m 7 t d m i 體系結(jié)構(gòu)的a r m處理器。圖 象的采集功能由c m o s圖象傳感器 o v 7 6 4 0 來(lái)實(shí)現(xiàn)， 圖象的壓縮由工作頻率為5 0 m的mc u芯片a t 9 1 r 4 0 0 0 8 來(lái)完 成。 同時(shí)a t 9 1 r 4 0 0 0 8 還要控制和協(xié)調(diào)其他各個(gè)模塊的正常工作， 圖 象的傳輸由 g p r s 模塊g r 4 7 通過(guò)移動(dòng)公司的g p r s 網(wǎng) 絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)。由 于各個(gè)功 能模塊所需要的供電電壓不同， 一共要提供四種電源: 1 . 8 v , 2 . 5 v, 3 .3 v , 3 . 6 v , 因此還需要一組電源模塊，既分別由 ma x 1 7 9 2 e u a 1 8 , ma x 1 7 9 2 e u a 2 5 , ma x 1 7 9 2 e u a 3 3 , mi c 2 9 1 5 2 b u芯片提供這些電壓。 最后程序燒錄在f l a s h芯 片2 9 l v 1 6 0 中。圖2 -1 為系統(tǒng)原理框圖。 2 9 l v 1 6 0 圖2 - - 1 系統(tǒng)原理框圖 2 . 1 a t 9 1 x 4 0 系列m c u 芯片 ( 1 ) 特 征 5 1 . 集成的a r m7 t d m i a r m t h u m b處理器內(nèi) 核。 一32 位r i s c 體系結(jié)構(gòu)。 娜 3 = 4 . #碩士論文 無(wú)線圖像采集傳墉系統(tǒng) 一高密度的1 6 位指令集 一功耗低。 一嵌入式i c e調(diào)試電路。 . 芯片集成的s r a m和 / 或r o m 一32 位數(shù)據(jù)總線 一單時(shí)鐘訪問(wèn) . 完全可編程的外部總線接口 一外部數(shù)據(jù)空間最大可達(dá)到64 m 一最多可有8 個(gè)片選信號(hào) 一 可編程的8/1 6 位外部數(shù)據(jù)總線寬度 . 8 個(gè)優(yōu)先權(quán)級(jí)別， 獨(dú)立可屏蔽的，向 量中斷控制器 一4 個(gè)外部中斷，其中包括一個(gè)高優(yōu)先權(quán)，且能快速處理的中斷請(qǐng)求。 .3 2 根可變成 1 / o q . 3 個(gè)通道16 位的定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 一3 個(gè)外部時(shí)鐘輸入口 一 每個(gè)通道有兩個(gè)多功能1 / o口 .2 個(gè)u s a r t 一每個(gè)u s a r t都有兩個(gè)專門的外圍設(shè)備數(shù)據(jù)控制器 . 可編程的看門口 . 高級(jí)節(jié)能特點(diǎn) - c p u和外圍設(shè)備能夠各自 獨(dú)立的使無(wú)效 . 1 0 0 腳t q f p 封裝 表 2 一1 處理器主 s r a m從 s r amrom at 9 1 m4 0 8 0 0 8 k b y t e s a t 9 1 r 4 0 8 0 7 8 k b y t e s1 2 8 k b y t e s a t 9 1 m4 0 8 0 7 8 k b y t e s1 2 8 k b y t e s a t 9 1 r 4 0 0 0 8 2 5 6 k b y t e s 由 于無(wú)線圖象采集傳輸系統(tǒng)需要采集1 6 0 x 1 2 0 x 2 b y t e s的原始圖 象 娜 j s . , 才確士論文無(wú)線圖 像采集傳檢系 統(tǒng) 數(shù)據(jù)， 保存在s r a m中，由 表2 -1 可知， 如果選擇除a t 9 1 r 4 0 0 0 8 之外的 三款 c p u,則需要在系統(tǒng)中外部擴(kuò)展一到凡個(gè) s r a m 或 s d r a m，由于是外擴(kuò)的 r a m，降低了訪問(wèn)速度，且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，因此為了避免這樣的情況， 我們希望選擇的c p u內(nèi)置的r a m足夠大， 能夠存儲(chǔ)得下原始圖象數(shù)據(jù)。 從表2 一1 可以看出，選擇 a t 9 1 r 4 0 0 0 8可以很好的滿足要求，因?yàn)樗膬?nèi)置r a m達(dá) 到了2 5 6 k b y t e s 。 這么大的r a m空間不僅可以 保存原始圖 象數(shù)據(jù)， 而且可 以 提高足夠的運(yùn)行壓縮算法所需要的變量空間， 此外也有足夠的空間運(yùn)行u c o s 操作系統(tǒng)。 (2)us ar t a t 9 1 x 4 0 系列m c u芯片 提供了 兩個(gè)獨(dú)立的， 全雙工的， 通用同步異步收發(fā) 器。它們的主要特征如下: . 波特率可編程的 . 校驗(yàn)位、 幀和覆蓋錯(cuò)誤檢測(cè) . 字符串終止產(chǎn)生和檢測(cè) . 自 動(dòng)反射模式， 局部循環(huán)模式， 遠(yuǎn)端循環(huán)模式 . 多點(diǎn)模式: 地址產(chǎn)生和檢測(cè) . 中斷產(chǎn)生 . 兩個(gè)專門的外圍設(shè)備數(shù)據(jù)控制通道 .5 一，6 一，7一，8 一和9 -b i t 字符長(zhǎng)度 圖2 - 2 是u s a r t的原理框圖 沁介4 . 4碩士論文無(wú)線圖 像采集傳輸系 統(tǒng) 徹洲 圖2 -2 u s a r 7 ， 原理框圖 管腳功能描述 每一個(gè)u s a r t通道都有表2 - 2 所示的外部信號(hào) 表 2 -2 名稱功能描述 s ck u s a r t 的串 行時(shí)鐘能 夠配置為 輸入或者輸出: 如果外部時(shí)鐘被選 中 ( u s c l k s t 1 = 1 ) , s c k被配置為輸入: 如果外部時(shí) 鐘沒(méi)有被 選中( u s c l k s 1 = 0 ) 且時(shí)鐘輸出 被使能( c l k o = 1 ) , s c k被配 置為輸出。 t xd 串行數(shù)據(jù)輸出 r xd 串 行數(shù)據(jù)輸入 波特率產(chǎn)生器 波特率產(chǎn)生器為接收器和發(fā)送器提供了 波特率。 波特率產(chǎn)生 器可以 選擇外部 或者內(nèi) 部時(shí)鐘源， 外部時(shí)鐘源是s c k ，而內(nèi) 部時(shí)鐘源可以 是 主時(shí) 鐘 ( m c k ) 或 者 1/8 的mc k。 當(dāng)然如果選擇了外部時(shí)鐘， 則外部時(shí)鐘的頻率必須小于mc k 的2 . 5 分之一。波特率產(chǎn)生器原理圖如圖2 -3 所示: 加 i a碩士論文無(wú)線圖像采集傳愉系統(tǒng) 圖2 -3 波特率產(chǎn)生器原理圖 當(dāng)u s a r t被編程工作在異步模式 ( 模式寄存器u s mr的位s y n c = o ) , 那 么被選擇的時(shí)鐘信號(hào)必須除以16 和 c d ，其中 c d為波特率產(chǎn)生器寄存器 u s 多r g r中的 數(shù)值。 如果u s 一r g r 被設(shè) 置 為。 ， 則時(shí) 鐘無(wú)效。 由 于 本系 統(tǒng)設(shè) 計(jì)中使用的是異步模式，因此要注意這里的系數(shù)1 6 和c d 。波特率公式如下: 波特率二 選中的時(shí) 鐘/( 1 6 * c d ) 當(dāng)u s a r t 被編程工作在同 步模式 ( 模式寄存器u s m r的 位s y n c = 1 ) 而 且時(shí) 鐘 源 選擇內(nèi) 部時(shí) 鐘 ( 模 式寄 存器u s m r 的 位u s c l k s 1 = 0 ) , 那么 被 選 擇 的 時(shí) 鐘 必 須除以 波 特率 產(chǎn) 生 器 寄 存器u s 一r g r中 的 數(shù) 值c d . 如 果u s 一r g r 被設(shè)置為0 ，則時(shí)鐘無(wú)效。波特率公式如下: 波特率二 選中的時(shí)鐘/ c d 在同 步模式且外部時(shí)鐘被選擇 ( 模式寄存器u s es m r的位u s c l k s 1 一 1 ) ， 那 么被選擇時(shí)鐘為s c k管腳的輸入信號(hào)，不需要除以 任何值， 波特率產(chǎn)生器寄存 器u s b r g r中的數(shù)值不起作用。 u s a r t的接收器 由于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 我們只使用了 異步模式， 所以 下面介紹異步模式接收器。 當(dāng) 模式寄存 器u s m r的 位7 設(shè)置為。 ， 既s y n c = 。 時(shí)， u s a r t 工作 在異步 模 式下。 在異步模式， u s a r t 不斷 檢測(cè)r x d上的 輸入信號(hào)以 獲得開(kāi)始信號(hào)位。 當(dāng) r x d上出 現(xiàn)保持超過(guò)7 個(gè)采樣時(shí) 鐘周期的 低電 平信號(hào)， 則被認(rèn)為是開(kāi)始信號(hào)位。 這里的 采樣時(shí) 鐘頻率是波 特率的1 6 倍。當(dāng)r x d上出 現(xiàn)保持等于或小于7 個(gè)采 樣時(shí)鐘周期的低