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全数字可视对讲系统的设计与实现

2020-12-10阅读(236)

全数字可视对讲系统的设计与实现

论文摘要

随着科技的进步和生活水平的提高,人们对家居环境的安全性提出了更高的要求,可视对讲系统已经成为住宅小区必不可少的基础设施。根据国家统计局官方网站上公布的国民经济和社会发展统计公报数据,2009年全国房地产开发投资36232亿元,住宅用房屋施工面积250804万平方米。粗略计算新房平均大小是100平方米,则2009年有2508万套新房需要安装小区可视对讲设备,由此可见小区可视对讲设备市场需求巨大。就目前广泛使用的楼宇对讲系统产品来说,大部分是基于模拟信号传输音视频的模拟可视对讲系统,房地产开发商为了节约成本大多采用总线技术多用户共享音视频信号线。模拟可视对讲系统存在功能单一、图像质量有限、传输距离受限、难以和小区安防系统、智能家居系统有效地融合、不能提供增值服务等难以克服的缺陷,因此,能克服以上缺陷的全数字网络化可视对讲系统有着广阔的市场前景。国外知名厂商提供的多媒体SoC处理器性能非常强大,但是因为价格、版权、专利等方面的因素,国内整机厂商迫切想摆脱它们的约束。所以本文采用国内设计的SoC处理器研发一套拥有自主知识产权和核心技术的可视对讲产品对开拓国际市场有着深远的意义。本文将先进的嵌入式技术、视频技术、网络技术有机的结合在一起,提出了一种以多媒体SoC微处理器Z228为核心的全数字可视对讲终端。Z228内部包含MPEG-4硬件编解码器、ARM核控制单元、数字视频输入接口以及许多常用的外部设备接口,只需外接少量的元件即可实现多媒体信息的采集和处理。本文详细叙述了利用该芯片实现可视对讲终端的软硬件设计的过程,内容包括:图像采集的实现、MPEG-4编解码的实现、音频采集和播放的实现、多媒体网络传输的实现、图像显示的实现以及触摸屏输入的实现等。实验结果表明:该终端能在单芯片内实现视频数据的采集和MPEG-4编解码;实现了以VGA（640×480）分辨率、每秒30帧的视频数据进行可视对讲的效果。因此,该系统很好的解决了可视对讲终端的数字化问题,提高了图像质量,降低了系统成本,可广泛应用于住宅小区、医院传染病人探望、可视会议等可视对讲领域。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 课题研究的背景及意义
  • 1.2 国内外发展现状
  • 1.3 国内楼宇对讲系统现存的主要问题
  • 1.4 项目的来源及论文的工作
  • 2 全数字可视对讲系统总体设计
  • 2.1 硬件设计方案论证
  • 2.1.1 基于DSP 的视频采集处理系统
  • 2.1.2 基于SOPC 的视频采集处理系统
  • 2.1.3 基于ARM 的视频采集处理系统
  • 2.1.4 基于多媒体SoC 的视频采集处理系统
  • 2.2 软件设计方案选择
  • 2.2.1 嵌入式操作系统的对比
  • 2.2.2 嵌入式Linux 内核的特点
  • 2.3 本章小结
  • 3 硬件系统的设计与实现
  • 3.1 Z228 微处理器概述
  • 3.1.1 VIA 模块
  • 3.1.2 ITU 模块
  • 3.1.3 MPEG-4 编码模块
  • 3.1.4 MPEG-4 解码模块
  • 3.2 语音处理模块设计
  • 25 总线概述'>3.2.1 I25 总线概述
  • 25 总线接口'>3.2.2 Z228 的I25 总线接口
  • 3.2.3 AK4643 芯片介绍
  • 3.2.4 语音处理模块电路设计
  • 3.3 视频采集模块设计
  • 3.3.1 OV9650 芯片介绍
  • 3.3.2 视频采集模块电路设计
  • 3.4 监视器接口电路设计
  • 3.5 LCD 显示模块设计
  • 3.6 触摸屏模块设计
  • 3.7 系统供电模块设计
  • 3.8 以太网接口模块设计
  • 3.9 PCB 设计概要
  • 3.10 本章小结
  • 4 嵌入式 Linux 系统构建
  • 4.1 嵌入式Linux 系统开发环境的建立
  • 4.2 Bootloader 简介
  • 4.3 嵌入式Linux 内核移植的剪裁
  • 4.4 根文件系统介绍
  • 4.5 本章小结
  • 5 Linux 设备驱动程序开发
  • 5.1 Linux 设备驱动程序介绍
  • 2C 总线设备驱动程序设计'>5.2 I2C 总线设备驱动程序设计
  • 2C 体系结构'>5.2.1 Linux 的I2C 体系结构
  • 2C 设备驱动程序在Z228 上的实现'>5.2.2 I2C 设备驱动程序在Z228 上的实现
  • 5.3 语音处理模块设备驱动程序设计
  • 5.4 LCD 显示模块设备驱动程序设计
  • 5.5 触摸屏模块设备驱动设计
  • 5.5.1 Linux 的中断处理
  • 5.5.2 触摸屏设备驱动设计
  • 5.6 本章小结
  • 6 系统软件设计
  • 6.1 全数字可视对讲系统软件框架
  • 6.2 视频信息处理在Z228 中的实现
  • 6.2.1 MPEG-4 编码在Z228 中的实现
  • 6.2.2 MPEG-4 解码在Z228 中的实现
  • 6.3 语音通话模块软件设计
  • 6.4 本章小结
  • 7 系统调试与测试
  • 7.1 嵌入式Linux 系统的烧写
  • 7.2 视频采集模块测试
  • 7.3 音频模块的测试
  • 7.4 本章小结
  • 8 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • A 作者在攻读学位期间发表的论文
  • B 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录
  • C 系统关键模块的原理图
  • D 关键代码
  • E 系统烧写和环境变量设置命令

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