基于GSM网络触发式实时监控系统的设计论文2.ppt
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- 上传时间:2023-05-29
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基于GSM网络触发式实时监控系统的设计论文2.ppt
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基于GSM网络触发式实时监控系统的设计,学院名称:
电子信息工程学院指导教师:
杨晓慧申请人:
张罡团队人员:
王包东满鸿江李碧波颜佩国,CompanyLogo,项目的目的及意义,GSM网络触发式实时监控系统可以定义为一个过程或者一个系统。
利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。
与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。
还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交换畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
CompanyLogo,中期研究目标,主要研究AVRATMEGA128单片机通过GSM模块提供数据传输通道,传输图片与信息及FPGA在图像采集、存储、显示领域的应用。
即分为GSM通信模块和FPGA图像处理模块。
GSM通信模块利用simensTC35模块与ATMEGA128构建,FPGA图像处理模块主要包括视频采集模块、数据存储模块、液晶显示模块和主控芯片核心模块。
CompanyLogo,项目模块图,GSM模块,单片机模块,FPGA图像处理模块,CompanyLogo,单片机控制模块的设计,单片机的选取从当前单片机的普及率及软件支持来看,考虑采用AVR单片机。
AVR中的ATMEGA16及128系列具有很大的优势,I/O口资源及程序内存空间等硬件资源。
兼顾硬件资源与程序空间上考虑,决定采用ATMEGA128控制器;,CompanyLogo,单片机控制模块的设计,ATMEGA128的特点128K字节的系统内可编程Flash(具有在写的过程中还可以读的能力,即RWW),4K字节的EEPROM,4K字节的SRAM,53个通用I/O口线,32个通用工作寄存器,实时时钟RTC,4个灵活的具有比较模式和PWM功能的定时器/计数器(T/C),两个USART,面向字节的两线接口TWI,8通道10位ADC(具有可选的可编程增益),具有片内振荡器的可编程看门狗定时器,SPI串行端口。
器件是以Atmel的高密度非易失性内存技术生产的.片内ISPFlash可以通过SPI接口,通用编程器,或引导程序多次编程.引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到应用Flash存储器.在更新应用Flash存储器时引导Flash区的程序继续运行,实现RWW操作.通过将8位RISCCPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内,ATmega128为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的方案。
CompanyLogo,单片机控制模块的设计,单片机最小系统ATMEGA1128最小系统主要由复位电路和接口电路构成,工作时钟采用内部16M晶振,CompanyLogo,GSM模块的设计,GSM模块主要采用simens公司的TC35模块,TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、内存、ZIF连接器、天线接口6部分组成。
作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能,在不需要额外电路的情况下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码.GSM模块设计主要分为两部分:
1、GSM模块通信电路2、TC35与MCU连接方式,CompanyLogo,GSM模块设计,GSM模块通信电路数据通信电路主要完成信息收发、与微机通信、软件控制等功能。
TC35的数据接口采用串行异步通信模式,符合ITU-TRS-232接口电路标准,工作在MOS电平(2.65V)。
数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位,可以在300bps115bps的波特率下运行,支持自动波特率为4.8Kbps115Kbps(14.4Kbps和28.8Kbps除外);TC35模块还支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的软件流控制。
CompanyLogo,GSM模块设计,TC35与MCU连接方式ATMEGA128与TC35采用串行异步通信方式,串口通信方式采用TI公司的MAX3238为核心,通信速度可由用户自行设定,通常为19200bps.这个单片机系统实际上就是一个具有GPS功能的GSM手机模块加上单片机控制系统。
GSM手机手机模块主要用来建立无线信道,接收和发出短信息。
单片机控制系统主要用来控制手机模块,并且对手机接收的信息进行解释并执行。
CompanyLogo,FPGA图像处理模块,系统硬件设计本模块也采用分离模块化设计,主要模块包括视频采集模块、数据存储模块、液晶显示模块和主控芯片核心模块。
CompanyLogo,FPGA图像处理模块,视频采集模块本模块采用500万像数C1M1D相机模组;其具有高灵敏度,图象清晰,全部DSP预置及支持视频驱动。
视频解码器芯片采用TI公司的TVP5150,TVP5150的I2C接口符合I2C协议规定的读写步骤,通过配置寄存器可以常见的基带模拟视频格式转换成数字视频格式。
它支持RGB和YRbPr信号的A/D转换,支持NTSC,PAL和SECAM复合视频的解码和A/D。
TVP5150的A/D转换的采样速率在采用宽度为10bit时可达到30MSPS,该芯片有10个视频输入引脚,所以可以实现多种图像格式的单独或组合输入。
CompanyLogo,FPGA图像处理模块,特征数据提取YUV4:
2:
2表示一个宏像素中有4个Y分量、2个U分量和2个V分量,图像数据中YUV分量排列顺序如下:
Y0U0Y1V0Y2U2Y3V2;每个色差信道的抽样率是亮度信道的一半,所以水平方向的色度抽样率只是4:
4:
4的一半。
对非压缩的8比特量化的图像来说,每个由两个水平方向相邻的像素组成的宏像素需要占用4字节内存。
由于显示VGA接口,所以需要将YUV转换为RGBR=Y+1.14VG=Y-0.39U-0.58VB=Y+2.03U图像映射图图像压缩主要采用DCT变换全称是离散余弦变换,是指将一组光强数据转换成频率数据,以便得知强度变化的情形。
DCT变换公式:
当u,v=0时,离散余弦正变换(DCT)后的系数若为F(0,0)=1,则离散余弦反变换(IDCT)后的重现函数f(x,y)=1/8,是个常数值,所以将F(0,0)称为直流(DC)系数;当u,v0时,正变换后的系数为F(u,v)=0,则反变换后的重现函数f(x,y)不是常数,此时正变换后的系数F(u,v)为交流(AC)系数。
CompanyLogo,FPGA图像处理模块,图像数据存储与显示转换后的图像数据经SDRAMController存入SDRAM,该模块使用MT48LC4M32B2,将数据线分成两组,采用双口模式,可以同时写数据和读数据,保证图像数据的流畅,时钟频率可以通过设定外部PLL控制;LCD采用3.6时的LCM(LCDControlModule),时序控制如图所示:
在LCDmodule控制上,采用的是I2S控制驱动,并将所转换的像素由列至行依序排列至LCD面板上,CompanyLogo,谢谢观赏,
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