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宽带电力线视频监控系统设计

作　者: 陈诚
导　师: 田逢春
学　校: 重庆大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 视频监控 电力线通信 嵌入式实时操作系统 通信终端
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


电力线视频监控系统顾名思义就是以电力线为通信网络的视频监控系统。课题研究的目的是实现在实验室、家庭、船舶等已经布有电力线的小环境内能快速构建的视频监控系统。电力线通信(Power line communication, PLC)指利用电力线本身作为介质实现数据和媒体信号传输的一种通信技术。电力线视频监控,首先需要设计电力线通信模块来解决电力线通信接入的问题,并且要考虑实时多媒体视频传输数据量大、实时性要求高的特点。经过对目前主流的电力线通信芯片的研究以及综合考虑到通信距离和负载的要求后,最终选择了Intellon公司的电力线物理层通信速率为85Mb/s的INT55MX Turbo SIMPLE模块作为电力线通信模块硬件设计的核心电路,并在此基础上设计相关外围电路。视频监控系统采用客户机/服务器(C/S)模式。其终端包含了视频采集、视频编解码、网络传输、视频播放和存储以及相关控制功能等。通过资料查证、对比研究,采用S3C2440处理器模块作为控制器模块的核心,不仅完全满足功能实现的要求,还符合视频监控当前的发展方向。处理器运行经过内核裁剪的Linux系统,软件开发平台是Fedora10 Linux。课题的研究结果和分析表明,INT55MX Turbo SIMPLE模块作为本课题电力线通信接入硬件设计的核心电路,其电力线通信距离可以达到50m左右。通过系统测试数据表明,可以达到不多于10个监控点的负载的要求。由此,完全适合在实验室、家庭、船舶等已经布有电力线的小环境内快速构建视频监控系统。开发平台Fedora10 Linux可以提供友好的编程界面,完善的程序设计、编译、调试等功能。以S3C2440处理器模块为核心设计的控制器模块(包含监控前端和集中监控端)为实现视频监控的各种功能提供了所需的硬件。经过软硬件调试,服务端和客户端软件不仅实现当初的设计功能,而且系统运行稳定,功能扩展性强。经过系统性能测试,基本达到了系统的设计目标要求。课题的最终目的是设计出满足这样系统的一体化终端。经过研究论证是完全可行的,并在价格上与同类产品相比具备优势。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究的背景和意义  8
  1.2 课题的研究现状  8-11
  1.3 课题的主要工作  11
  1.4 论文结构与安排  11-14
2 电力线通信技术介绍  14-26
  2.1 电力线通信技术相关概念  14
  2.2 电力线通信国内外发展状况  14-15
  2.3 宽带电力线通信的传输系统  15-20
    2.3.1 PLC 信道特性  16
    2.3.2 电力线传输电缆特性  16-17
    2.3.3 PLC 系统的电磁兼容  17-18
    2.3.4 信道干扰特性  18-19
    2.3.5 电力线信道模型  19-20
  2.4 PLC 调制技术探讨  20-22
  2.5 OFDM 符号产生及OFDM 系统实现  22-26
3 电力线视频监控系统需求分析与总体设计  26-30
  3.1 系统需求分析  26
  3.2 系统总体结构设计  26-27
  3.3 系统的工作流程简介  27-30
4 电力线视频监控系统终端硬件设计  30-40
  4.1 PLC 模块硬件设计  30-34
    4.1.1 PLC 模块总体设计框图  30-31
    4.1.2 INT55MX Turbo SIMPLE 模块简介  31-34
  4.2 ARM 控制器模块硬件设计  34-38
    4.2.1 视频监控前端ARM 控制器硬件电路设计  34-37
    4.2.2 视频监控集中监控端ARM 控制器硬件电路设计  37-38
  4.3 PLC 模块与ARM 控制端集成硬件设计  38-40
5 电力线视频监控系统终端软件设计  40-58
  5.1 系统总体工作流程  41-42
  5.2 视频监控前端（服务端）程序设计  42-52
    5.2.1 服务端视频设备的初始化  44-45
    5.2.2 视频采集模块  45-47
    5.2.3 视频编码  47-48
    5.2.4 服务端网络传输模块  48-50
    5.2.5 服务端多线程编程  50-52
  5.3 集中监控端（客户端）程序设计  52-58
    5.3.1 客户端设备的初始化  53-54
    5.3.2 客户端网络编程  54-55
    5.3.3 客户端视频播放  55-58
6 实验结果及分析  58-70
  6.1 电力线通信测试结果及分析  58-64
  6.2 电力线视频监控系统软硬件运行测试结果  64-65
  6.3 电力线视频监控系统性能评估  65-70
7 总结与展望  70-72
致谢  72-74
参考文献  74-76
附录  76-78
作者在攻读硕士期间完成的论文情况  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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