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三分钟深入了解嵌入式无线远程监控系统

2018年05月27日 11:42 次阅读

1 引言

在一些特定的环境下由于地理位置等原因,无法实现有线的网络监控,如高速公路监控。而针对远离市区的工业环境,也要求通过无线网络实现视频以及现场数据的采集监控。本研究将运行嵌入式操作系统的32位微arm处理器与dsp视频压缩模块相结合,构成一个基于视频的、支持远程采集、压缩的web服务器,网络连接部分采用gprs方式。

2 系统设计

2.1 系统功能设计

(1)支持pal/ntsc合成视频捕捉和采集,可以接收ccd摄像头输出的模拟视频信号。

(2)对数字视频数据进行压缩以及编码处理。

(3)实时数据的a/d采集及处理。

(4)通过gprs提供无线网络进行数据的传送。

(5)具有良好的软、硬件接口,便于二次开发和集成到其它处理系统之中。

2.2 系统整体结构

系统整体的结构框图如图1所示,主要由主控制器、视频压缩模块、无线gprs传输模块和现场ad模块组成。在整个系统中,视频压缩模块合成视频捕捉和采集,然后送给主控制器进行压缩和编码处理;现场ad数据模块负责对现场进行实时数据采集并进行ad转换,然后送给主控制器;主控制器对视频和现场数据进行处理后通过无线gprs传输模块,把数据传送到远端的监控端。

三分钟深入了解嵌入式无线远程监控系统

图1 无线嵌入式远程监控系统

3 系统硬件设计

3.1 主控制器部分

主控制器以samsung2410的arm9处理器为核心,cpu工作频率达到203mhz;运行速度为1.1mbps,为272-fbga封装;拥有独立的16kb指令cache和16kb数据cache,大大提高了数据的处理能力;系统外扩64m sdram和64m nand flash为外接存储器,同时使用2个uart(通用异步串行口)接口与其它2个模块实现通信。主控制器把视频压缩模块和ad模块传送来的数据进行相关处理后,通过gprs模块传送到远方的监控端。

3.2 视频压缩模块

压缩模块的前端采用philip的saa7113芯片实现将ccd4路cvbs信号转化为符合itu656、yuv4∶2∶2格式的8位“vpo”总线输出,后端采用analog device公司的adsp-bf531(blackfin系列dsp),实现传输码率为8-180kbp/s的jepg静止图像编码或camec-i编码,参见图2。

三分钟深入了解嵌入式无线远程监控系统

图2 视频压缩模块框图

3.3 无线gprs模块

无线gprs模块采用siemens的mc55,选取适用于欧洲和亚洲的频段(900,1800和1900 mhz),它除了具有gsm模块原有的功能外还支持分组业务功能,内嵌tcp/ip协议6。它与s3c2410协同工作,共同完成数据的远程传输。语音和数据传输功能设计用于基于microsoft windows mobile平台的设备(smart phones and pocket pcs), gprs(class 10)标准,支持pbcch,如图3所示。

三分钟深入了解嵌入式无线远程监控系统

图3 无线gprs模块框图

3.4 ad模块

现场数据采集的标准是4~20ma电流信号,但arm实际的a/d口接入是0~5v电压信号,以本系统采用专用的i/v信号隔离转换器实现4~20ma电流与0~5v电压信号的隔离及变换,iso系列隔离放大器是一种将模拟信号按比例进行隔离和转换的混合集成电路(ic)。主要应用领域:模拟信号数据采集,隔离传输及供电,工业现场信号隔离传输及变换,地线干扰抑制,信号远程无失真传输,仪器仪表与传感器信号的隔离变换。适应于本系统的需求。

4 系统软件设计

4.1 系统软件设计内容

系统软件结构图参见图4。

(1) 视频压缩模块控制程序;

(2) mc55控制程序;

(3) tcp/ip服务器程序;

(4) 远程监控端程序。

三分钟深入了解嵌入式无线远程监控系统

图4 系统软件结构图

4.2 软件开发平台技术分析

该项目拟采用的操作系统为微软的嵌入式操作系统windows ce,利用其开发环境platformbuilder4.2来进行系统平台的定制和裁剪。windows ce是一个32位、多线程、多任务的嵌入式实时操作系统,windows ce的体系结构采用独立于通常的程序设计语言并且和windows兼容的api的方式,这样可以保证windows ce的组件化和rom化,充分适应有限的存储空间和各种不同芯片的要求。windowsce是模块型的操作系统,这意味着可通过选择、组合和配置windows ce的模块和组件来创建用户版的操作系统。

5 结束语

本系统采用arm+dsp的主从结构,搭建了一个集视频压缩解码、数据采集和远程数据接收为一体的远程监控系统,为无线监控提供了一个很好的解决方案,所采用的jpeg编码方式与实际的gprs带宽比较匹配。

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嵌入式项目运用Linux技巧的步骤流程

使用实时操作系统作为应用程序代码平台的设计还面临着许多挑战,比如如何将功能分配给不同的并行任务、如何...

发表于 2018-05-02 09:13 196次阅读
嵌入式项目运用Linux技巧的步骤流程

意法半导体的STM32F429微控制器上的一个μ...

对嵌入式系统设计师来说,还可以方便地使用一种工具(utility)聚合工具,如BusyBox,这种工...

发表于 2018-05-02 08:25 468次阅读
意法半导体的STM32F429微控制器上的一个μ...

让你看懂硬件电路和自行完成CPLD逻辑设计

硬件层比较适合于,电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人来搞,需要掌握的专业基础知识有,单...

发表于 2018-05-01 06:08 1767次阅读
让你看懂硬件电路和自行完成CPLD逻辑设计

你一定要知道的嵌入式12条特性准则!

嵌入式计算不仅需要网络快速、一致的计算,而且也要求系统能够井然有序地将其执行代码和数据,存储在一个“...

发表于 2018-04-30 15:29 240次阅读
你一定要知道的嵌入式12条特性准则!

使用ucosii创建任务时,堆栈实际使用情况!

不少同学都有类似经历吧,在使用ucosii创建任务时,关于任务堆栈大小设为多大合适搞的不清不楚,郁闷...

发表于 2018-04-30 09:37 2260次阅读
使用ucosii创建任务时,堆栈实际使用情况!

MCU或MPU上生成AI算法,进行对嵌入式设备操...

瑞萨电子的e-AI技术是在本公司生产的MCU或MPU上生成AI算法,运用算法在嵌入式设备上进行操控,...

发表于 2018-04-28 09:40 2391次阅读
MCU或MPU上生成AI算法,进行对嵌入式设备操...

芯仑科技最新研发成果——新型动态视觉传感器Cel...

该传感器又称Event-based camera或半导体虹膜、神经元相机,其原理颠覆了传统摄像头曝光...

发表于 2018-04-27 17:05 1066次阅读
芯仑科技最新研发成果——新型动态视觉传感器Cel...

嵌入式系统开发中的一些硬件相关的概念

做嵌入式系统开发,经常要接触硬件。做嵌入式开发对数字电路和模拟电路要有一定的了解。这样才能深入的研究...

发表于 2018-04-27 15:29 304次阅读
嵌入式系统开发中的一些硬件相关的概念

基于嵌入式轻量级GUI设计实现 GUI设计原理

一般LCD显示模块包括三部分:控制器、驱动器和液晶显示屏,同时提供外部引脚供嵌入式处理器连接。以TR...

发表于 2018-04-27 15:04 136次阅读
基于嵌入式轻量级GUI设计实现 GUI设计原理

华力的55纳米SONOS嵌入式闪存技术授权自Cy...

华力55纳米SONOS嵌入式闪存在55纳米逻辑平台上仅增加了4张光罩,与业界其它量产的55纳米嵌入式...

发表于 2018-04-27 14:16 716次阅读
华力的55纳米SONOS嵌入式闪存技术授权自Cy...

Western Digital发布监控专用记忆卡

Western Digital WD Purple microSD记忆卡支持各种影片分辨率与监控摄录...

发表于 2018-04-27 11:47 81次阅读
Western Digital发布监控专用记忆卡

解决不重复序列全排列问题的两个方法

简介给定 {1, 2, 3, , , n},其全排列为 n! 个,这是最基础的高中组合数学知识。

发表于 2018-04-27 09:21 1060次阅读
解决不重复序列全排列问题的两个方法

全面的嵌入式基础知识总结

嵌入式基础知识做嵌入式系统开发,经常要接触硬件。做嵌入式开发对数字电路和模拟电路要有一定的了解。

发表于 2018-04-26 11:26 352次阅读
全面的嵌入式基础知识总结

嵌入式Linux:ARM Linux启动流程

到此止,kernel完成了系统硬件探测及硬件驱动的初始化,内核空间的相关工作已经完成,开始向用户空间...

发表于 2018-04-26 10:30 544次阅读
嵌入式Linux:ARM Linux启动流程

Quicksilver套件助力物联网开发

Quicksilver物联网开发套件助力物联网开发人员实现完整的Wi-Fi®无线连接,随时可以将产品...

发表于 2018-04-26 09:17 1607次阅读
Quicksilver套件助力物联网开发

将eFPGA应用于嵌入式360度视域视觉系统中

2018年4月11日,工业和信息化部、公安部和交通运输部联合发布“关于印发《智能网联汽车道路测试管理...

发表于 2018-04-25 17:08 1446次阅读
将eFPGA应用于嵌入式360度视域视觉系统中

芯片内部存储布局及存储操作特点

NANDFlash出错的时候一般不会造成整个Block或是Page不能读取或是全部出错,而是整个Pa...

发表于 2018-04-25 14:18 381次阅读
芯片内部存储布局及存储操作特点

Micro Controller OS微控制器操...

任务控制块TCB:TCB是描述任务的核心数据结构,存放了它的各种管理信息,包括任务堆栈指针,任务的状...

发表于 2018-04-25 08:52 585次阅读
Micro Controller OS微控制器操...

如何成为专业嵌入式工程师 嵌入式有没有前途

IT行业在多年前就已经超越金融行业,成为平均薪资最高的行业,大家都纷纷开始想在IT行业谋得一席发展...

发表于 2018-04-24 11:18 197次阅读
如何成为专业嵌入式工程师 嵌入式有没有前途