【正文】 ....................................................................................................................... 11 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ................................................................................................................................................. 12 系統(tǒng)工作原理及需求 ..................................................................................................................................................12 車載監(jiān)控終端硬件設(shè)計(jì)方案 ....................................................................................................................................13 第四章 系統(tǒng)硬件平臺構(gòu)成 ................................................................................................................................................. 15 主控制模塊 (ARM9) ....................................................................................................................................................16 USB 接口 ............................................................................................................................................................... 17 UART 接口 ............................................................................................................................................................ 18 通用 I/O 口 ........................................................................................................................................................... 19 I2S 音頻接口 ..................................................................................................................................................... 19 GPS 模塊 .....................................................................................................................................................................19 GPRS 通訊模塊 .........................................................................................................................................................21 OV511 攝像頭 ............................................................................................................................................................23 基于 JPEG 庫的圖像壓縮 .........................................................................................................................................24 結(jié)論 ........................................................................................................................................................................................... 26 致謝 ........................................................................................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................................. 28 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 1 頁 1 第一章 緒論 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為當(dāng)今最為普遍，最為實(shí)用的交通工具，是日常生活生產(chǎn)中的重要組成部分。論文將 USB 視頻采集技術(shù)引入到車載終端監(jiān)控系統(tǒng)中，提出了一種車載監(jiān)控和圖像傳輸系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案。論文的最后總結(jié)了所完成的工作，給出了設(shè)計(jì)的不足之處和有待完善的地方。 當(dāng)前國內(nèi)使用的車載監(jiān)控系統(tǒng)大都結(jié)合了 GPS 定位技術(shù)和 GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于為車主自主導(dǎo)航或者為車輛監(jiān)控中心提供坐標(biāo)信息。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 2 頁 2 汽車監(jiān)控的國內(nèi)外現(xiàn)狀 按照顯示終端離采集終端距離的遠(yuǎn)近，車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)。目前我國 GSM 網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)覆蓋全國，各地短消息系統(tǒng)也互通，這從理論上提供了全國范圍的覆蓋。此種系統(tǒng)一般采用先進(jìn)的 GPRS 模塊、新穎的圖像處理芯片、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理模塊等，能實(shí)現(xiàn) Inter 自動(dòng)接入，并采集視頻圖像，通過 JPEG 算法壓縮后利用 GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)傳送至 Inter 網(wǎng)上 的主機(jī)，實(shí)現(xiàn) GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程圖像的傳輸。它的含義是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時(shí)和測距，以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。 全球定位系統(tǒng)的建成，從根本上解決了人類在地球及其周圍空間的導(dǎo)航定位問題，從軍用到民用， 對人類的活動(dòng)產(chǎn)生了巨大的影響。空間部分的 3 顆備用衛(wèi)星，可在必要時(shí)根據(jù)指令代替發(fā)生故障的衛(wèi)星，這對于保障GPS 空間部分正常而高效的工作是極其重要的。監(jiān)測站是在主控站直接控制下的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集中心。各測站和 GPS 衛(wèi)星的原子鐘，均應(yīng)與主控站的原子鐘同步，或測出其間的鐘差，并把這些鐘差信息編入導(dǎo)航電文，送到注入站。用戶設(shè)備主要由GPS 接收機(jī)硬件和數(shù)據(jù)處理軟件，以及微處理機(jī)及其系統(tǒng)設(shè)備組成。 衛(wèi)星載波信號以兩個(gè) L 波段頻率 ( 和)發(fā)射，以便可以修正信號的時(shí)延，信號分別用 P 碼和 C/A 碼調(diào)制。 GPRS 是區(qū)別于原有 GSM 電路交換方式的另一種數(shù)據(jù)傳輸方式， GPRS 是區(qū)別于原有 GSM 電路交換方式的另一種數(shù)據(jù)傳輸方式，它利用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理，把不同終端的數(shù)據(jù)分割成等長標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，通過非專用的邏輯子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)快速交換，即將 信息分成數(shù)據(jù)分組或信息包，再加上目的地址、分組編號、控制比特等的分組頭，沿不同路由進(jìn)行傳送，接收端按照分組編號重新組裝成原始信息?？沙浞掷矛F(xiàn)有的、覆蓋全國范圍的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，方便、快速地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署。 2．點(diǎn)對多點(diǎn)服務(wù)中心 (PointToMultipoint Service Center， PTMSC)。 GGSN 主要是起網(wǎng)關(guān)作用，提供 GPRS 與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的傳輸通路，進(jìn)行移動(dòng)用戶與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳送。橫向應(yīng)用主要是面向消費(fèi)者的電子郵件， web 瀏覽等 。 USB 簡介 USB 是為了解決日益增加的 PC 外設(shè)與有限的主板插槽和端口之間的矛盾而 制定的一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在臺式 PC 和便攜式 PC 中幾乎都配備了 USB 接口，而且流行的操作系統(tǒng)都支持 USB 功能。通常用這種方式每個(gè) PC 的 USB 端口最多可以擴(kuò)展 127 個(gè)外設(shè)。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 12 頁 12 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)工作原理及需求 目前，基于 GPS 的車載監(jiān)控系統(tǒng)主要由車載監(jiān)控終端、無線通信鏈路和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三部分 組成 [5]。車門關(guān)閉時(shí)，圖像采集停止。 考慮嵌入式系統(tǒng)具有的上述優(yōu)點(diǎn)，主控制器選用了嵌入式處理器。選用兩片 SDRAM芯片 K4S561632C 構(gòu)成 64M 的內(nèi)部存儲(chǔ)空間。處理器負(fù)責(zé)指令的運(yùn)行和響應(yīng)其它硬件模塊請求。 S3C2410X 的最高工作頻率可達(dá) 203MHZ，為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。 ● 3 通道 UART(， 16 字節(jié)發(fā)送 FIFO， 16 字節(jié)接收 FIFO)/2 通道 SPI。 ● 8 通道 10 比特 ADC 和觸摸屏接口。 圖 RS232C 串口接線 GPS 和 GPRS 模塊與 S3C2410X 開 發(fā)板按照 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)采用交叉串口線相連接，如圖 43 所示。 I2S 總線只處理聲音數(shù)據(jù)。這些接收機(jī)產(chǎn)品性能穩(wěn)定、體積小、耗電省、使用方便等優(yōu)良性能；單點(diǎn)定位精度 10~25m；無 SA時(shí)實(shí)時(shí)差分定位精度 35m；功耗小于 1w；工作環(huán)境溫度可達(dá) 30~+80。與 GPS 系統(tǒng)的通訊可以通過 RS232或 CMOS 電平的串行口來實(shí)現(xiàn)。 4 串口 1（出） 異步串行數(shù)據(jù)輸出。該口主要用于接收對 OEM 板的初始化信息和配置信息。 GPRS 通訊模塊 客戶端為了利用 GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，必須選擇適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)終端 (即 MT， Mobile Terminal)來接入 GPRS 網(wǎng)絡(luò)。并使用標(biāo)準(zhǔn)的 AT 指令 對它進(jìn)行控制，同時(shí)把它采集到的信息由 GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。數(shù)字基帶芯片處理器核及相關(guān)接口對外部設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和管理。表 給出了 MC35i的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。可以利用 OV7620 的 SCCB(Serial Camera Control Bus)接口來對 OV7620 完 成進(jìn)行有關(guān)設(shè)置和讀取圖像數(shù)據(jù)。圖像壓縮的目的就是在保證一定的圖像質(zhì)量和滿足一定要求的前提下，減少圖像數(shù)據(jù)量，達(dá)到通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?。另外，允許圖像編碼有一定的失真也是圖像可以壓縮的一個(gè)重要原因。于 1990 年提出， 1993 年成為 ISO/ITU 正式標(biāo)準(zhǔn)。 JPEG 壓縮算法主要步驟 如下： 1．色彩空間轉(zhuǎn)換 。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 26 頁 26 結(jié)論 本文從當(dāng)今車載監(jiān)控系統(tǒng)的的特點(diǎn)和需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了基于 GPS/GPRS 的車載監(jiān)控和圖像傳輸系統(tǒng)，主要完成以下幾項(xiàng)工作： 1．根據(jù)現(xiàn)在市場上主流的方案，選擇合適的解決方案、完成了總體設(shè)計(jì)方案。 她 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、對本學(xué)科。 GPRS 和 GPS 技術(shù)的應(yīng)用，延伸了車輛監(jiān)控的距離，只要車輛在 GPRS 網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)對車輛的各種監(jiān)控，本系統(tǒng)利用移動(dòng)公司的 GPRS 服務(wù)業(yè)務(wù)，通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)來傳送定位信息和車內(nèi)部圖像信息，進(jìn)一步提高了車輛的安全性，同時(shí)也一定程度上為車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了可能性。 3．用量化表進(jìn)行量化 。 JPEG 標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)適用于連續(xù)色調(diào)圖像的壓 縮方法。只要這些失真并不被人眼所察覺，這就給壓縮比的提高提供了十分有利的條件。數(shù)據(jù)冗余造成比特的浪費(fèi)，消除這些冗余可以節(jié)約碼字，也就是達(dá)到