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基于S3C6410和CC2430的图像采集传输系统设计与实现

作　者: 胡贵
导　师: 王卫亚
学　校: 长安大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 无线传感器网络图像采集传输 S3C6410 CC2430
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,在环境监测、安全监控、交通监控、智能家居、医疗卫生和战场可视化等领域广泛需要对环境图像信息进行获取,而有线通信的图像采集传输系统布设麻烦,无线局域网图像采集传输系统通信距离短、功耗高,这些严重阻碍了图像监测在各个领域的广泛应用。针对无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术的发展,具有图像采集传输功能的无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network, WMSN)技术势必会提供更好的解决方案。因此,本课题研究了监测区域范围内图像信息采集与无线传输的要求,以及无线传感器网络的运算速度和传输速率,开发了一套既能克服现有图像监测系统若干问题,又适用于监测区域范围内图像采集传输的系统。首先,本系统在研究S3C6410微处理器的基础上,以S3C6410处理器为核心,设计了S3C6410核心板和S3C6410底板电路,重点完成了图像采集模块和其他相关模块设计,实现监测区域范围内图像信息的采集。其次,研究了ZigBee无线传感器网络技术的特点,以CC2430为核心,分析CC2430的运算速度和传输速率,设计ZigBee无线传感器网络节点,实现图像数据在ZigBee无线传感器网络上的有效传输。最终,结合S3C6410的强大图像处理能力和CC2430的低功耗、低成本、分布式、自组网的特点,设计完成了一种基于S3C6410和CC2430的图像采集传输系统,实现了图像信息的采集并在ZigBee无线传感器网络中的有效传输。经试验测试,该系统工作稳定可靠、实现简单,满足监测区域范围内图像信息采集和ZigBee无线传输图像信息的要求,解决了现有图像监测系统诸多的不足,达到了预期的目标和要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 目前存在的问题  12-13
  1.4 研究的意义  13-14
  1.5 研究的目标和内容  14-16
第二章图像采集传输系统的关键技术  16-25
  2.1 常用图像采集处理系统对比及选型  16-17
  2.2 ARM微处理器特性分析  17-19
    2.2.1 ARM微处理器的特点  17-18
    2.2.2 ARM11微处理器的性能分析  18-19
  2.3 ZigBee无线传感器网络技术分析  19-24
    2.3.1 ZigBee无线传感器网络的特点  19-20
    2.3.2 ZigBee无线传感器网络的体系结构  20-22
    2.3.3 影响WSN性能的主要技术  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章图像采集传输系统总体方案设计  25-33
  3.1 图像采集传输系统设计原则  25-26
  3.2 图像采集传输系统总体结构  26-27
  3.3 图像采集处理系统  27-30
  3.4 通信系统  30-32
  3.5 管理中心  32
  3.6 本章小结  32-33
第四章图像采集处理系统硬件设计  33-49
  4.1 图像采集处理系统硬件结构  33
  4.2 S3C6410核心板硬件设计  33-40
    4.2.1 S3C6410的性能  34-35
    4.2.2 S3C6410核心板电源电路  35-36
    4.2.3 DDR SDRAM电路  36-38
    4.2.4 NAND FLASH电路  38-39
    4.2.5 时钟与复位电路  39-40
  4.3 S3C6410底板硬件设计  40-46
    4.3.1 S3C6410底板电源电路  40-41
    4.3.2 OV9650图像采集模块电路  41-44
    4.3.3 S3C6410串口电路  44
    4.3.4 USB接口电路  44-45
    4.3.5 JTAG接口电路  45
    4.3.6 SD卡接口电路  45-46
  4.4 图像采集处理系统PCB设计注意事项  46-48
    4.4.1 电源和地  46-47
    4.4.2 重要的信号线  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章 ZigBee无线传感器网络节点硬件设计  49-56
  5.1 ZigBee方案选型  49-51
    5.1.1 ZigBee芯片选型因素  49
    5.1.2 常用ZigBee技术方案比较及选型  49-50
    5.1.3 CC2430的特性  50-51
  5.2 CC2430网络节点硬件原理设计  51-54
    5.2.1 CC2430网络节点原理图设计方案  51
    5.2.2 通用CC2430网络节点结构  51-52
    5.2.3 CC2430节点外围基础电路设计  52-53
    5.2.4 CC2430串口电路  53-54
    5.2.5 JTAG接口电路  54
  5.3 CC2430节点的PCB设计  54-55
    5.3.1 高频板PCB布线技巧和规则  54-55
    5.3.2 CC2430网络节点的PCB绘制  55
  5.4 本章小结  55-56
第六章图像采集传输系统测试  56-70
  6.1 系统测试环境  56-57
  6.2 测试程序设计  57-63
    6.2.1 WinCE平台的搭建  57-58
    6.2.2 图像采集处理系统测试程序  58-62
    6.2.3 CC2430数据传输测试程序  62-63
  6.3 系统实验测试  63-69
    6.3.1 S3C6410图像采集处理系统测试  63-66
    6.3.2 CC2430数据传输测试  66-67
    6.3.3 系统整体测试  67-69
  6.4 本章小结  69-70
结论与展望  70-71
  结论  70
  展望  70-71
参考文献  71-74
附录1 通用CC2430网络节点原理图  74-75
附录2 CC2430路由节点原理图  75-76
附录3 CC2430通用网络节点PCB图  76-77
攻读学位期间取得的研究成果  77-78
致谢  78

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