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基于嵌入式图像信息采集与传送系统的设计

基于嵌入式图像信息采集与传送系统的设计

1.引言
  家庭安防是困扰人们很久的问题,目前“智能家居”的崛起可以说不光解决了这一问题,而且提高了人们的生活质量。但是它的高额费用是大多数人所负担不起的,本文提出了一款简单、低廉的专一家庭安防系统来满足广大消费者的需求。
  2.系统硬件电路结构设计
  如图1所示,硬件电路由嵌入式核心电路板和外围设备构成。核心板处理器为三星S3C2440,运行主频率400MHz,存储单元由8M×16Bit K9F2808UOC NAND FLASH和4M×16Bit HY57V641620HG SDRAM存储芯片构成。外围设备由遮光式光电传感器、图像扑捉摄像模块及GPRS(通用无线分组业务)模块组成。

  


  3.各模块功能
  3.1 遮光式光电传感器及图像采集
  如图2所示,光电传感器由发光器和接收器组成,发光器发射出的红外光对准接收器,当有目标把光线挡住时,接收器的输出发生变化,产生上升沿触发信号输出。

  


  该信号直接传送到摄像头,启动图像采集,经USB口送入嵌入式处理器。遮光式光电传感器具有效率高,检测范围广等特性。
  3.2 嵌入式处理器模块
  处理器S3C2440完成系统初始化后,当居室内发生异常收到拍照的数字图像数据后,压缩成MMS支持的JPEG格式图像数据流,进行MMS封装,通过彩信通道传送[2].ARM处理器通过AT指令将封装好的图像数据发到GPRS模块,同时启动室内报警蜂鸣器。
  3.3 GPRS通信模块
  选用Siemens公司生产的MC35i型GPRS模块,它具有体积小、重量轻及功耗低等多种特点,且稳定性和性价比相对较高。MC35i模块具有 GPRS,USSD和CSD三种数据传输方式,并且支持语音、SMS及FAX等功能,其理论传输速率高达171.2kb/s,且具有通信传输时延较小的特点。GPRS模块将图像数据经移动网络发送到指定用户,实现家居安防的实时监控。 4.系统工作流程

  图3为系统工作流程,当户主外出时开启电源,开机后,初始化系统,包括硬件初始化,存储器初始化,映射建立等。

  


  初始化完成后系统进入待机状态,当窃贼人进入红外遮光传感器的监控范围时,光线被切断产生上升沿触发信号,启动摄像头模块拍照,ARM处理器完成相应处理后,经GPRS模块及互联网实现远程实时监控。
  5.系统功能的调试与实现
  5.1 GPRS参数设置
  GPRS模块要上网进行操作,必须先对一些参数进行设置。
  ①通信波特率的设置:AT+IPR=,设置MC35i的固定波特率。若rate为0,表示使用自动波特率,在MC35i关闭后,设置的值不起作用,MC35i默认波特率为57600bps.对于GPRS,可设置为115200bps或者230400bps.
  ②接入网关(移动梦网)的设置:AT+CGDCONT=I,“P”,“CMNET/CMWAP”。
  ③移动终端类别(B类)的设置:AT+CGCLASS=“B”。
  ④测试GPRS服务是否开通:AT+CGACT=I,若为命令l,则GPRS功能被激活,如果返回OK,表明GPRS连接成功;反之,返回ERROR.
  在接入网关时,应该注意用户所使用卡的类别,进行不同的设置。因为全球通卡使用“CMNET‘‘功能,而动感地带卡使用”CMWAP“。
  5.2 AI指令
  GPRS模块用的西门子公司的MC35i,采用AT指令来控制GPRS模块上网。GPRS模块要进行拨号连接到GPRS网络上,需要用以下两条指令:
  ①AT+CGDCONT=l,”IP“,”CMWAP“,用于设置GPRS模块接入移动WAP网关。
  ②ADT*99***1#,表示服务码99建立一个连接,其中”l“表示PDP上下文的一个数字编号。
  利用ATD指令,拨号成功后即返回”CONNECT“,至此就完成了GPRS模块拨号连接到移动GPRS网络上的WAP网关。
  6.小结
  本系统采用嵌入式结构设计,具有体积小、低功耗,安装简单,操作方便等特点。当室内有人居住正常活动时,关闭系统开关,系统不工作;当主人外出室内无人时,打开系统开关,进行实时居室监控,一旦发生异常,立即启动远程报警,向主人发出报警信息,同时触发室内报警蜂鸣器,在震慑窃贼的同时,使主人及时进行异常事件处理,确保了居室的财产安全,使损失减少到最小。
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