【正文】 了數(shù)據(jù)壓縮的目的。 OV511 最大視頻傳輸速度的設(shè)計，使得系統(tǒng)能夠以更加實時的方式獲取大量的視頻信息。2） 輸輸出頻率： Class4(2w)GSMMHZ Class l(l w)GSM1800MHZ 數(shù)據(jù)傳輸： GPRS Class B() 譯碼方式 ： CS1， 2， 3， 4 模塊支持 AT 命令集 CSD 最大達(dá)到 通訊接口： RS232(數(shù)據(jù)和指令雙向傳輸 ) 不透明模式 電源范圍： ~ 空閑模式： 25mA 工作電流模式：通話模式： 300m 省電模式： 100mA 休眠模式： SMS：點對點 Mo to MT 短消息區(qū)域廣播 數(shù)據(jù)傳輸方式：文本和 PDU 格式 尺寸： *36mm* 語音：最高速率 升級速率 半速率 重量： 9g 溫度系數(shù)：工作溫度： 20~+55 存儲溫度： 400 C~+850 C 接口： 40pin ZIF 鏈接器 SIM 3V 自動波特率 GSC 制式匹配阻抗 50 歐姆 (GSC 50HM) 附加服務(wù)：電話簿管理功能 報警服務(wù) 響鈴服務(wù) 雙頻音頻功能呼叫轉(zhuǎn)移 固定號碼呼叫 OV511 攝像頭 本課題采用的是網(wǎng)眼 V20xx 攝像頭，它采用 USB 接口，不需要視頻卡，可即插即用，使用方便。 射頻電路和 SMB 插座：射頻電路提供 GSM900/1800MHz 雙頻段的收發(fā)通道，包括接收電路、發(fā)射電路、頻率合成電路以及相應(yīng)的控制電路。 MC35I 模塊可實現(xiàn) GSM 的所有功能，其中包括 GSM 規(guī)范所要求的語言編解碼、信道編解碼、加密與解密、均衡等。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 22 頁 22 本課題采用了第一種方案，在器件選擇方面，目前市場上可選用的通訊模塊種類繁多，主要有 SIEMENS 的 TC 系列、 MC 系列、 SIMCOM 公司的 SIM 系列， 以及 WAVECOM 公司的 Q 系列等。（目前沒有開啟） 7 秒脈沖 上升沿與 GPS 秒同步，電壓升降時間 100ns，阻抗 250Ω。該口也可以設(shè)置為輸出相位數(shù)據(jù)。在嵌入 式車載監(jiān)控終端系統(tǒng)中，從價格、功耗、體積、抗干擾能力等方面比較，本課題選擇了 GARMIN GPS15L。 GARMIN 的 GPS OEM 產(chǎn)品均為 12 通道的 GPS 接收機(jī)，也就是同時可以跟蹤多達(dá)12 顆 GPS 衛(wèi)星，從而能夠快速的定位。為了使電路的引出引腳盡可能少， I2S 只使用了 3 條串行總線：提供分時復(fù)用功能的數(shù)據(jù)線、字段選擇線和時鐘信號線。開發(fā)板采用 9 芯引腳連接器， 9 芯串行接口引腳含義表如表 ： 表 芯串行接口引腳含義表 引腳號 功能 引腳號 功能 1 接收線信號檢測 (載波檢測 DCD) 6 數(shù)據(jù)通信設(shè)備準(zhǔn)備就緒 (DSR) 2 接收數(shù)據(jù)線 (RXD) 7 請求發(fā)送 (RTS) 3 發(fā)送數(shù)據(jù)線 (TXD) 8 清除發(fā)送 4 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒 (DTR) 9 振鈴指示 5 信號地 (SG) 用 RS232 總線進(jìn)行通信，需外接電路實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。 ● 具有 PLL 片上時鐘發(fā)生器。 ● 兼容 SD 主接口協(xié)議 版和 MMC 卡協(xié)議 版。通過提供一整套完整的通用系統(tǒng)外圍設(shè)備， S3C2410X 大大降低了整個系統(tǒng)的成本，消除了為系統(tǒng)配置額外器件的需要。 GPS 模塊和 GPRS 模塊通過串口與處理器相連， GPS 將接收到的定位數(shù)據(jù)通過串口傳送給處理器， GPRS 模塊用來發(fā)送數(shù)據(jù)到 GPRS 網(wǎng)絡(luò)上去。在 USB HOST 端口上外接一個 30 萬像素的 USB 攝像頭。 表 常見嵌入式處理器比較 處理器類型 處理器價格 主要性能及應(yīng)用 ARM 低 低 功耗，適合于個人便攜式設(shè)備 MIPS 高 用于交換機(jī)、路由器， plays station等高端嵌入式設(shè)備 Power PC 高 通信主網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備；單位附加值高，市場小，特別是對性能有較高要求時，應(yīng)用于高端嵌入式中 由于設(shè)計的是終端產(chǎn)品，所以性價比是必須重點考慮的，結(jié)合系統(tǒng)自身的特點，最終選用 Samsung 公司的處理器 S3C2410X 作為主控制器。 當(dāng)客車內(nèi)出現(xiàn)盜搶或者乘客需要醫(yī)療救治等緊急情況時，工作人員可啟動車載監(jiān)控終端手動拍照并給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。監(jiān)控中心也可主動查詢監(jiān)控車輛的準(zhǔn)確位置和車輛狀態(tài)等。 3．自動檢測和配置外圍設(shè)備。 表 USB 系統(tǒng)基本構(gòu)成 基本硬件 基本 軟件 USB 主控制器 /根集線器 USB 集線器 USB 設(shè)備 USB 設(shè)備驅(qū)動程序 USB 驅(qū)動程序 USB 控制器驅(qū)動程序 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 11 頁 11 USB 的基本特點 1．速度快。 GPRS 技術(shù)以它實時在線、覆蓋范圍廣、建設(shè)周期短和高數(shù)據(jù)傳輸速率等優(yōu)點在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中 得到了廣泛的應(yīng)用，主要完成被監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸。 SGSN 的主要作用是記錄移動終端的當(dāng)前位置信息，并且在移動終端和 GGSN 之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 5．其它設(shè)備：本地位置寄存器 HLR、訪問位置寄存器 VLR、移動交換中心 MSC，SMSGMSC 和 SMSIWMSC 等 GSM 系統(tǒng)原有無線管理設(shè)備被升級以支持相應(yīng)的與GPRS 有關(guān)的功能。用戶可以始終處于在線狀態(tài)，使得訪問服務(wù)變得簡單、快速。電路交換模式中，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)在整個連接期都獨自占有無線信道。 由于衛(wèi)星的位置精確可知， GPS 接收機(jī)可通過接收觀測范圍內(nèi)的幾個衛(wèi)星，可以得到幾個關(guān)于偽距的方程 （公式 21） 。 GPS 軟件部分是指各種后處理軟件包，用來對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行精加工，從而獲得精密定位結(jié)果。 注入站現(xiàn)有三個，分別設(shè)在印度洋的迭戈加西亞，南大西洋的阿松森島和南太平洋的卡瓦加蘭 。接收機(jī)對 GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，以采集數(shù)據(jù)和監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)。每顆衛(wèi)星裝有 4 臺精度原子鐘， 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 5 頁 5 這是衛(wèi)星的核心設(shè)備。衛(wèi)星軌道分布在 6個軌道面內(nèi)，每個軌道上分布有 4 顆衛(wèi)星。整個計劃分為 3 個階 段實施。然而也帶來了許多的交通隱患，如超載超員，盜竊、搶劫等違法事件。但 GSM 網(wǎng)絡(luò)傳送時間不確定，不能全面及時地反映車載的實時信息。由于查詢?nèi)∽C十分繁瑣，系統(tǒng)的功能簡單、可靠性差，根本無法滿足車輛運營過程中的特殊要求 (顛簸、溫度、濕度等 )，因此該解決方案很快就淘汰了。 GPS 車載監(jiān)控系統(tǒng)只能告知車輛的具體位置，卻無法“看到”汽車現(xiàn)場的情況。利用這些信息，監(jiān)控中心可實時跟蹤車輛并及時獲取車內(nèi)信息， 該方案充分利用了 S3C2410X 處理器資源， 方便且實用地實現(xiàn)了低成本的車輛監(jiān)控功能。本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 1 基于 GPS/GPRS 車載圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 摘要 隨著嵌入式應(yīng)用技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合了 GPS 定位技術(shù)和 GPRS無線通信技術(shù)的嵌入式 GPS 車載監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生。 基于 GPS/GPRS 的車載圖像監(jiān)控終端最終可以實現(xiàn) GPS 定位數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的采集與上傳功能。其作用主要是為方便駕車出行或車輛調(diào)度，減少交通堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。車載監(jiān)控系統(tǒng)最早的解決方案是采用傳統(tǒng)的本地模擬監(jiān)控系統(tǒng)。而且目前 GSM 終端價格較低，有利于降低系統(tǒng)成本，同時它的蜂窩技術(shù)提供了大的用戶容量。 課題研究的目的 隨著我國公路覆蓋率的不斷提高，便利的交通讓城市與城市之間的人們來往平凡，促進(jìn)了各地經(jīng)濟(jì)、文化交流。整個系統(tǒng)由美國國防部于 1973 年開始研究，歷經(jīng) 20 年，耗資數(shù)百億美元，于 1994 年投入使用。 GPS 系統(tǒng)組成 GPS 系統(tǒng)包括如下三個部分： 1． GPS 衛(wèi)星和衛(wèi)星星座 全球定位系統(tǒng)的空間衛(wèi)星星座由 24 顆衛(wèi)星 (3 顆備用衛(wèi)星 )組成。 GPS 衛(wèi)星的主體呈圓柱形，直徑約為 米，重約 774 千克，兩側(cè)設(shè)有兩塊葉太陽能板，能自動對日定向，以保證衛(wèi)星正常工作用電。站內(nèi)設(shè)有雙頻 GPS 接收機(jī)，高精度原子鐘，計算機(jī)和環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器。主控站還負(fù)責(zé)調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定的軌道運行以及啟用備用衛(wèi)星，以代替失效的工作衛(wèi)星。 GPS 接收機(jī)的硬件，一般包括主機(jī)，天線和電源，主要功能是接收 GPS 衛(wèi)星發(fā)射的信號，獲得必要的導(dǎo)航和定位信息及觀測量，并經(jīng)簡單數(shù)據(jù)處理而實現(xiàn)實時導(dǎo)航和定位。 P 碼用于精確的時間測量， C/A 碼使信號易于鎖定。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 8 頁 8 GPRS 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點 與原有 GSM 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比， GPRS 具有以下優(yōu)勢 [4]： 1．資源利用率高： GPRS 引入了分組交換傳輸模式，使得原有采用電路交換模式的 GSM 數(shù)據(jù)傳輸方式發(fā)生了根本性變化。 5．提供實時在線功能“ always on line，只要激活 GPRS 應(yīng)用，將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問題。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 9 頁 9 3．邊界網(wǎng)關(guān) (Boarder Gateway， BG) 4．改進(jìn)基站子系統(tǒng) BSS：在基站控 制系統(tǒng) (BSC)上增加硬件單元 PCU(PacketControl Unit)，在基站發(fā)射系統(tǒng)上增加軟件單元 CCU(Channel Codec Unit)。它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如 ISDN(Integrated Services Digital Network)， PSDN(Packet Switched Data Network)和 LAN(Local Area Network)等。縱向應(yīng)用主要面向安防系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控，任務(wù)調(diào)度等集團(tuán)客戶的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。 USB 系統(tǒng)的基本硬件和基本軟件如表 所示。 USB 系統(tǒng)一般采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 如圖 所示。車載監(jiān)控終端主要功能是將移動目標(biāo)的動態(tài)位置 (經(jīng)度和緯度 )、時間和狀態(tài)等信息，通過無線通信鏈路傳送至監(jiān)控中心，而后在具有強大的地理信息查詢功能的電子地圖上進(jìn)行移動目標(biāo)運動軌跡的顯示，并對目標(biāo)的準(zhǔn)確位置、速度、運動方向和車輛狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行存儲，便于以后查詢。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 13 頁 13 2． 遠(yuǎn)程報警、求助功能 。表 給出常見的嵌入式處理器 [6]。在開發(fā)板上擴(kuò)展了兩個 UART 口，分別連接 Garmin GPS 接收機(jī)模塊和 SEMENS 的 MC35i GPRS 模塊。 SDRAM 作為系統(tǒng)的運行內(nèi)存，用作程序的運行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)； FLASH 介質(zhì)用于存儲操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等； JTAG 口、 USB 口、串口都可做調(diào)試接口。該處理器采用 制造工藝，內(nèi)部采用了新的Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)總線 (AMBA2)。 ● 1 通道多主 IICBUS/1 通道 IISBUS 控制器。 ● 具有日歷功能的 RTC。 RS232C 是一種標(biāo)準(zhǔn)接口， D 型插座，采用 25 芯引腳或 9 芯引腳的連接器。其他信號 (如控制信號 )必須單獨傳輸。上述性能己能很好地滿足普通車輛監(jiān)控系統(tǒng)的要求。 GPS 接收機(jī) OEM 板中可以將衛(wèi)星軌道參數(shù)、上次定位位置、時間和日期等數(shù)據(jù)保存在靜態(tài)存儲器，接收機(jī)內(nèi)部有備用電池來為存儲器供電。 RS232 電平，提供 NMEA 0183 版本 或 的數(shù)據(jù)。 6 射頻偏壓 為天線供電的外部電壓輸入。目前常用的移動終端有兩種形式：一種是完全做好的 GPRS Module 成品，提供了串行接口，用戶不必關(guān)心硬件實現(xiàn)，只需通過串口向模塊發(fā)送指令就可以完成所有功能；另一種是提供手機(jī)芯片，用戶自行購 買外圍器件并自己設(shè)計電路。其主要的組成部分有：GSM 基帶處理器 (包括模擬基帶和數(shù)字基帶 )、 GSM 射頻電路、存儲器、電源和功率控制電路、系統(tǒng)鏈接器。GSM 基帶處理器上運行 GSM 的應(yīng)用軟件和協(xié)議，并提供一個 UART 口與用戶應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行通訊。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計 ) 第 23 頁 23 表 MC35i 相關(guān)技術(shù)參數(shù) 雙頻波段： EGSM900MHZ 和 DSC1800MHZ 傳真：自動傳真 group3（ class1amp。 OV511 是 Omni Vision 公司生產(chǎn)高性能攝像機(jī)到 US 接口單片控制芯片，它極大地簡化了單片 CMOS 圖像傳感器和 USB 的接口，其片上增加 256kDRAM 和一個 USB 收發(fā)器，可以很容易地構(gòu)成基于 USB 的視頻子系統(tǒng)。 圖像數(shù)據(jù)可以進(jìn)行壓 縮有以下幾方面原因：首先，原始圖像數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的，存在很大的冗余度。在許多應(yīng)用場合，并不要求經(jīng)壓縮及復(fù)原以后的圖像和原圖完全相同，可以允許有少量失真。 JPEG 支持百萬以上的顏色 (24bit)。 2． FDCT 變換。 2．采用 S3C2410X 作為系統(tǒng)微處理器，選擇了合適的 GPS 模塊和 GPRS 模塊，搭建了車載監(jiān)控系統(tǒng)的硬件平