基于ARM与Linux的全数字化可视对讲系统的设计与实现

论文摘要

在信息化飞速发展的今天智能家居系统已越来越多的被人们所接受,从楼宇可视对讲到紧急情况报警,再到远程家电控制,智能家居系统在人们的日常生活中扮演着重要的角色。传统的可视对讲系统都是基于模拟音视频信号加专线(一般为RS485总线)传输,这种传统的可视对讲系统不仅要专门为其铺设大量联网的视频线和音频线及其它数据线,同时调试的工作量大,很难维护,而且由于模拟音视频系统同一时间只能传输一路音视频信号,对于有着较大用户容量的大型小区,系统总线占线问题就越来越突出。而数字可视对讲系统传输距离不受地域限制,扩展升级方便；传输的音视频、控制等信号效果远远优于传统总线方式；可实现家庭报警、家电控制、远程监控、社区服务等多种功能集成；安装调试方便,缩短了工程周期,节省了工程开支。为此,本文选取“基于ARM与Linux的全数字化可视对讲系统的设计与实现”这一课题,研究全数字化可视对讲系统的实现方法。在研究内容上,首先深入学习ARMS3C6410体系结构,了解处理器内部资源和相关接口；进而研究了如何在ARM处理器平台下构建嵌入式LINUX系统,移植和编写相应的设备驱动程序；在此软硬件平台上,研究了JPEG编解码原理,并对音视频采集、传输和同步播放进行了深入研究,同时为解决音频对讲过程中产生的回声问题,对自适应信号处理做了深入学习和相关研究。在论述内容上,本文首先从总体上阐述了构成数字化可视对讲系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括处理器的选取以及外围电路的构成；软件设计分析了基于硬件平台构建嵌入式软件平台的思想和方法；同时对总体功能也做了相关阐述；接着分析了此软硬件平台下,音视频采集、传输和播放的流程和方法,着重分析了如何解决音视频同步播放问题以及在音频对讲中产生的回声问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 概述
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 论文研究内容
• 1.3 论文章节安排
• 第二章 系统总体设计方案
• 2.1 系统总体框图
• 2.2 硬件总体设计方案
• 2.3 软件总体设计方案
• 第三章 系统功能概要设计
• 3.1 可视对讲与远程监控
• 3.2 指纹身份验证
• 3.2.1 指纹模块介绍
• 3.2.2 硬件设计
• 3.2.3 软件设计
• 3.3 GUI程序设计
• 3.3.1 QT介绍
• 3.3.2 GUI功能概要
• 3.3.3 GUI安全性管理
• 3.3.4 GUI详细介绍
• 3.3.5 SQLITE数据库设计
• 第四章 S3C6410下的音视频处理
• 4.1 音频处理
• 4.1.1 音频处理硬件接口
• 4.1.2 音频处理流程
• 4.2 视频处理
• 4.2.1 S3C6410 JPEG协处理器简介
• 4.2.2 JPEG编解码原理
• 4.2.3 视频处理流程
• 第五章 音视频同步
• 5.1 RTP和RTCP
• 5.1.1 RTP和RTCP介绍
• 5.1.2 RTP协议在同步传输中的地位
• 5.1.3 针对本系统所设计的RTP包头
• 5.1.4 RTP协议下音视频数据的发送与接收
• 5.2 发送端同步
• 5.2.1 信号量介绍
• 5.2.2 发送端同步流程
• 5.2.3 发送端同步测试
• 5.3 接收端同步
• 5.3.1 缓冲区的设置原则
• 5.3.2 音视频媒体内同步
• 5.3.3 音视频媒体间同步
• 第六章 回声消除
• 6.1 常见的几种回声消除方法
• 6.2 归一化LMS（NLMS）回声消除算法
• 6.3 带有DTD及静音检测技术的回声消除机制
• 第七章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读研究生期间发表的论文及科研项目