港口多点无线图像监控终端研制

论文摘要

近年来随着经济的发展，港口业务发展迅速，而港口由于资源的独特性，目前已成为综合物流的主要节点，发挥着核心作用。以往许多港口的监控基本上都由人员到现场巡视或抽查等方式进行，不仅浪费人力，而且监控的时间和空间有限，效率较低。所以，设计一套针对港口实际特点的监控系统具有重要的现实意义。港口多点无线图像监控终端作为港口监控系统的重要组成部分，位于监控现场一端，主要用于监控现场的图像采集、压缩，并将监控现场图像传送给监控中心，以用于报警和远程管理。本文对港口多点无线图像监控系统的整体设计与工作原理进行了分析和论述，设计并实现了监控系统终端电路。文中对基于FPGA与CMOS图像传感芯片的数字图像采集处理电路设计和实现做了详细的论述。利用Verilog硬件描述语言编程实现了图像采集存储、JPEG图像压缩、RS-232串口数据传输等功能。经过调试，证明系统工作稳定。最后，本文总结了研究成果，并对本课题的进一步研究工作提出了作者的一些观点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 图像监控系统概述
• 1.1.1 图像监控系统特点及一般结构
• 1.1.2 无线图像监控系统的应用现状
• 1.2 港口多点无线图像监控系统及设计要求
• 1.2.1 港口多点无线图像监控系统
• 1.2.2 港口多点无线图像监控系统设计要求
• 1.3 本课题研究意义与主要任务
• 1.4 本章小结
• 第二章 港口多点无线图像监控系统的整体设计
• 2.1 系统的整体构架与工作原理
• 2.2 港口多点无线图像监控系统通信协议
• 2.2.1 通信协议物理层的设计
• 2.2.2 通信协议链路层的设计
• 2.2.3 帧起始/结束标志的选取
• 2.2.4 监控终端的地址编码
• 2.2.5 监控终端地址的最大似然比译码方法
• 2.3 静止图像压缩编码简介
• 2.3.1 行程编码
• 2.3.2 霍夫曼编码
• 2.3.3 JPEG图像压缩标准
• 2.4 本章小结
• 第三章 图像采集与处理电路设计
• 3.1 图像采集与处理电路的硬件结构与工作流程
• 3.2 基于FPGA的图像采集与处理电路设计
• 3.2.1 FPGA的选择
• 3.2.2 基于JTAG+AS方式的FPGA配置
• 3.3 CMOS图像传感芯片OV7640
• 3.3.1 OV7640的特点及基本工作原理
• 3.3.2 OV7640的数据输出时序
• 3.3.3 SCCB总线接口配置
• 3.4 SRAM图像数据存储电路
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于FPGA的图像存储控制与压缩电路设计
• 4.1 图像存储控制与压缩电路的功能与结构框图
• 4.2 Verilog编程实现电路各主要模块
• 4.2.1 状态控制模块
• 4.2.2 JPEG压缩模块
• 4.2.3 SRAM控制模块
• 4.2.4 SCCB总线接口模块
• 4.2.5 输出控制模块
• 4.2.6 串口发送与接收模块
• 4.3 基于FPGA的图像存储控制与压缩电路设计流程
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统调试
• 5.1 图像采集与处理电路调试的方法与技巧
• 5.2 系统调试过程
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢