【正文】 她 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)、對本學(xué)科。 首先衷心地感謝我的 指導(dǎo)老 師 ***老師。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 27 頁 27 致謝 時(shí)光如逝，轉(zhuǎn)眼間 四年的大學(xué) 生活就要結(jié)束了。 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。 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。 7． Huffman 編碼 。 5．直流系數(shù) DC 編碼。 3．用量化表進(jìn)行量化 。 JPEG 壓縮算法主要步驟 如下： 1．色彩空間轉(zhuǎn)換 。 JPEG 標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)適用范圍很廣的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，既可用于灰度圖像又可用于彩色圖像。 ，且長寬比都不受限制，同時(shí)也不受限于景物內(nèi)容、圖像復(fù)雜度和統(tǒng)計(jì)特性等。 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。于 1990 年提出， 1993 年成為 ISO/ITU 正式標(biāo)準(zhǔn)。 目前常用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)有靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) (JPEG/JPEG20xx)，動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)()，動(dòng)態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) (MPEG1)， MPEG2/， MPEG4/ 多媒體內(nèi)容描述接口 (MPEG7)等，本系統(tǒng)中僅需傳輸靜止圖片即可，因而采用 JPEG 壓縮標(biāo)準(zhǔn) 。這種有失真的編碼稱為限失真編碼，在多數(shù)應(yīng)用中，人眼往往是圖像信息的最終接收者 (信宿 )。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。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。其次，若用相同碼長表示不同出現(xiàn)概率的符號(hào)也會(huì)造成符號(hào)冗余度。序列圖像前后幀之間有較大的相關(guān)性，這稱為時(shí)間冗余度。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)到了數(shù)據(jù)壓縮的目的。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?。不加壓縮，一幅圖像的數(shù)據(jù)是 614400Byte，那么對于一個(gè)中等容量的電子硬盤， 128M 的空間只能存放 208 張圖片?？焖俚臏?zhǔn)同步 FIFO 保證了壓縮后視頻圖像從壓 縮引擎到 USB 的高速傳輸。 OV511 最大視頻傳輸速度的設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)能夠以更加實(shí)時(shí)的方式獲取大量的視頻信息。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)。 OV7620 是完全可編程的數(shù)字單片攝像器件，其像矩陣為 640 480 象素 (30 萬像素 )，也可按 320 240 象素輸出 GIF 圖像格式 (8 萬像素 )。其圖像傳感器和主控芯片為 Omni vision 公司的 OV7620 和 OV511。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(diǎn)對點(diǎn) 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(jí)速率 半速率 重量： 9g 溫度系數(shù)：工作溫度： 20~+55 存儲(chǔ)溫度： 400 C~+850 C 接口： 40pin ZIF 鏈接器 SIM 3V 自動(dòng)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(bào)警服務(wù) 響鈴服務(wù) 雙頻音頻功能呼叫轉(zhuǎn)移 固定號(hào)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。表 給出了 MC35i的相關(guān)技術(shù)參數(shù)。 系統(tǒng)鏈接器：系統(tǒng) 鏈接器是 MC35i與應(yīng)用系統(tǒng)的鏈接接口，主要提供外部電源、RS232 串口、外接 SIM 卡和音頻接口。 電源和功率控制電路：模擬基帶芯片內(nèi)部包括多組低壓差輸出 (LDO)電壓調(diào)整模塊，為數(shù)字基帶芯片及其他外部設(shè)備提供電源。 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。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。 GSM 基帶處理器包括兩個(gè)芯片：數(shù)字基帶芯片和模擬基帶芯片。此外 MC35i 主板還有另外兩個(gè)外部接口： 40 引腳的系統(tǒng)鏈接器和SMB 插座。 MC35I 模塊可實(shí)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。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。同時(shí)它還提供了完整的 GSM 和 GPRS 的無線接口。 MC35i集成了完整的射頻電路和 GPRS 的基帶處理器，可直接作為終端產(chǎn)品 進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)的傳輸。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 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。 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)。對于在 50%電壓點(diǎn)測得的秒脈沖時(shí)間，接 50Ω負(fù)載后將比空載提前 15ns。高電平持續(xù)時(shí)間從 20ms~980ms 可調(diào)。（目前沒有開啟） 7 秒脈沖 上升沿與 GPS 秒同步，電壓升降時(shí)間 100ns，阻抗 250Ω。該口主要用于接收對 OEM 板的初始化信息和配置信息。該輸入口也可以直接與有 RS232 極性的標(biāo)準(zhǔn)的3 到 5V 的 CMOS 邏輯電平連接，要求低電壓小于 ，高電壓大于 。 5 串口 1（入） 異步串行數(shù)據(jù)輸入。該口也可以設(shè)置為輸出相位數(shù)據(jù)。 4 串口 1（出） 異步串行數(shù)據(jù)輸出。輸入電壓必須為直流 +~+。 100ns 1PPS 輸出精度（只適用于 15L/15H），脈沖寬度 20ms980ms可調(diào) ● 速度精度： 米 /秒 ● 動(dòng)態(tài)性能：速度 515 米 /秒；加速度 6g；高度 18,000 米 ● 數(shù)據(jù)更新率： 1 次 /sec～ 1 次 /900sec 可調(diào) ● RS232 電平輸出速率： 300、 600、 1200、 2400、 4800、 9600、 19200bps 用戶可選 ● 物理尺寸： GPS15L： 34 45 7(毫米 ) ● 重量： GPS15L： 14 克 ● 工作電壓： － 5V (GPS 15L) ● 工作溫度： 30 C0 ～ 80 C0 ● 儲(chǔ)存溫度： 40 C0 ～ 80 C0 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 21 頁 21 表 GPS15L 接口說明 管腳 名稱 描述 1 備用電源 為內(nèi)部的靜態(tài)存儲(chǔ)器和時(shí)鐘供電。在嵌入 式車載監(jiān)控終端系統(tǒng)中，從價(jià)格、功耗、體積、抗干擾能力等方面比較，本課題選擇了 GARMIN GPS15L。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)。 GARMIN的 GPS 接收機(jī) OEM 板從硬件和軟件上都十分易于使用，非常適合做系統(tǒng)集成。在設(shè)計(jì)上，這些 GPS 接收機(jī)使用了最新的科技 和高水平的電路集成技術(shù)， 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 20 頁 20 在達(dá)到高性能的同時(shí)減小了體積和功耗。 GARMIN 的 GPS OEM 產(chǎn)品均為 12 通道的 GPS 接收機(jī)，也就是同時(shí)可以跟蹤多達(dá)12 顆 GPS 衛(wèi)星，從而能夠快速的定位。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。 GPS 模塊 在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)定位模塊一般采用 GPS OEM 板，即 GPS 接收機(jī)。本設(shè)計(jì)選用 Philips的 UDAl34l 型音頻 CODEC。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(shí)復(fù)用功能的數(shù)據(jù)線、字段選擇線和時(shí)鐘信號(hào)線。 I2S 總線只處理聲音數(shù)據(jù)。 I2S 音頻接口 I2S(InterIC Sound)總線是 Philips 公司提出的串行數(shù)字音頻總線協(xié)議。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 19 頁 19 通用 I/O 口 S3C2410X 提供了 117 個(gè)通用 I/O 端口，用戶可根據(jù)設(shè)計(jì)需要，將每個(gè)端口配置為輸入模式、輸出模式或特殊功能模式，由片內(nèi)的特殊功能寄存器控制 [8]。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(hào) 功能 引腳號(hào) 功能 1 接收線信號(hào)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(hào)地 (SG) 用 RS232 總線進(jìn)行通信，需外接電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。 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。 UART 接口 S3C2410X內(nèi)部具有 3個(gè)獨(dú)立的 UART控制器，每個(gè)控制器都可以工作在 Interrupt(中斷 )模式或 DMA(直接內(nèi)存訪問 )模式，也就是說 UART 控制器可以在 CPU 與 UART，控制器傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生中斷或 DMA 請求。 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 17 頁 17 圖 S3C2410X 部結(jié)構(gòu)圖 USB 接口 S3C2410X 內(nèi)置 Host 控制器具有以下特性 [7]： ● 完全兼容 協(xié)議 ● 完全兼容 OHCI ● 支持低速（ ）和全速（ 12MB/S）的 USB 設(shè)備 內(nèi)蒙古大學(xué)本科畢業(yè) 論文 (設(shè)計(jì) ) 第 18 頁 18 S3C2410X 開發(fā)板提供了兩個(gè) USB HOST 接口，可支持 U 盤、 USB 攝像頭等多種USB 設(shè)備，但使用不同的設(shè)備 需要開發(fā)相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。 ● 具有 PLL 片上時(shí)鐘發(fā)生器。 ● 8 通道 10 比特 ADC 和觸摸屏接口。 ● 117 個(gè)通用 I/O 口和 24 通道外部中斷源。 ● 4 通道 PWM 定時(shí)器和 1 通道內(nèi)部定時(shí)器。 ● 兼容 SD 主接口協(xié)議 版和 MMC 卡協(xié)議 版。 ● 3 通道 UART(， 16 字節(jié)發(fā)送 FIFO， 16 字節(jié)接收 FIFO)/2 通道 SPI。 ● LCD 控制器 (最大支持 4K 色 STN 和 256K 色 TFT)提供 1 通道 LCD 專用 DMA。 ● 具備 16KB 的 ICache 和 16KB 的 DCache/MMU。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(gè)系統(tǒng)的成本，消除了為系統(tǒng)配置額外器件的需要。 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。其中處理器在硬件平臺(tái)中處于核心地位，處理器性能的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的執(zhí)行效率，同時(shí)處理器對外提供各種功能接口供開發(fā)者編程使用，本章將著重介紹本系統(tǒng)硬件平臺(tái)中涉及到的主要硬件資源。整個(gè)車載監(jiān)控終端硬件平臺(tái)構(gòu)成由圖 所示。 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。處理器負(fù)責(zé)指令的運(yùn)行和響應(yīng)其它硬件模塊