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基于ARM7的视频传感器节点的研究与实现

2020-12-11阅读(449)

基于ARM7的视频传感器节点的研究与实现

论文摘要

无线视频传感器网络（Wireless Video Sensor Networks, WVSNs）可以广泛应用于视频监控、室内医疗护理、3D重建、环境监测等场合,已经成为近年来无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）领域新兴的研究热点。视频传感器节点作为无线视频传感器网络的基本功能单元,其性能直接关系到网络的整体性能。本文首先对目前主流视频传感器节点进行了分析与比较,根据性能等因素将视频传感器节点分为3种类型:通用、高性能和智能型。在此基础上,按照低成本、高性能的总体设计要求,提出了一种基于ARM7的视频传感器节点设计方案。该方案根据节点的性能需求,分别选择基于ARM7TDMI-S内核的微处理器、CMOS图像传感器和ZigBee无线收发器,在保障节点基本功能的前提下,去除缓存模块,简化了系统架构,并设计了各个模块之间的通信接口。在软件设计阶段,编写了摄像头驱动程序、摄像头的初始化和功能配置程序,定义上位机与下位机用户指令的通信流程,实现了图像的采集与串口传输以及图像的上位机显示。测试结果表明,该视频传感器节点图像采集清晰、在QCIF格式下图像速率可达每秒5帧,基本满足需求。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的背景与意义
  • 1.2 无线视频传感器网络的国内外研究现状
  • 1.3 论文的研究内容与章节安排
  • 第二章 视频传感器节点的方案设计
  • 2.1 主流视频传感器节点架构
  • 2.1.1 通用视频传感器节点CMUcam3 和XYZ
  • 2.1.2 高性能视频传感器节点DSPcam 和Stargate
  • 2.1.3 智能视频传感器节点MeshEye
  • 2.2 主流视频传感器节点性能指标
  • 2.3 基于ARM7 的视频传感器节点方案设计
  • 2.3.1 性能需求
  • 2.3.2 方案架构
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 视频传感器节点的硬件设计
  • 3.1 硬件平台芯片型号的选择
  • 3.1.1 ARM7 微处理器芯片
  • 3.1.2 摄像头CMOS 图像传感器芯片
  • 3.1.3 ZigBee 无线通信模块收发器芯片
  • 3.2 视频传感器节点的硬件系统设计
  • 3.3 摄像头模块的接口设计
  • 3.3.1 SCCB 控制接口
  • 3.3.2 图像数据采集接口
  • 3.4 无线通信模块的SPI 接口设计
  • 3.5 其他外围接口与电路
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 视频传感器节点的软件设计
  • 4.1 软件开发环境
  • 4.2 视频传感器节点的软件系统设计
  • 4.3 摄像头模块SCCB 控制接口读写子程序
  • 4.3.1 SCCB 控制总线时序
  • 4.3.2 软件模拟的SCCB 控制接口读写子程序
  • 4.4 摄像头初始化子程序
  • 4.4.1 摄像头图像数据输出时序及格式
  • 4.4.2 摄像头寄存器初始化子程序
  • 4.5 图像数据采集程序
  • 4.5.1 中断嵌套程序设计思路
  • 4.5.2 VSYNC 中断
  • 4.5.3 HREF 中断
  • 4.6 UART 串口通信子程序
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 视频传感器节点的性能测试
  • 5.1 上位机软件
  • 5.2 用户指令格式
  • 5.3 性能测试结果
  • 5.3.1 图像显示
  • 5.3.2 图像采集速率
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 论文总结
  • 6.2 工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者攻读硕士学位期间发表的论文
  • 附录A 视频传感器节点原理图
  • 附录B 视频传感器节点实物图

    • 相关论文文献

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