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基于公用电话网的远程图像监控系统的设计与实现

作　者: 李春霞
导　师: 董有尔；郜江瑞
学　校: 山西大学
专　业: 光学工程
关键词: 公用电话网 图像监控 远程控制 压缩编码
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 236次
引　用: 3次
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内容摘要


图像监控系统对于保障工业生产、人民生活与社会安全具有重要意义。目前,随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,远程图像监控系统以其远距离监控的独特优势逐渐赢得广大客户的青睐,被越来越多地应用于各个领域,如金融、电信、邮电、银行、军事等部门。 本文提出了一种基于公用电话网的远程图像监控系统的设计方案。该系统充分利用了现有的、分布最广泛的通信资源电话网,不受时间和地点的限制,可以随时随地(只要有电话线)对现场进行远程监控。而且该系统具有体积小、成本低、性能稳定可靠、无需专人管理等优点,适合于各种无人值守的场合。它不仅仅具有图像传输、远程控制、现场信号采集、自动拨号报警等功能,还可以提供高质量的监控图像和便捷的监控方式。 从功能上讲,远程图像监控系统大至可分为两部分:第一部分是以A789C51为主处理器的信号采集和控制单元,包括传感器信号检测、自动拨号、线路状态检测、DTMF信号解码和自动控制五个小模块,用以实现对现场信号的采集、自动拨号报警和远程控制。第二部分是图像处理单元,也是该系统重点解决的问题,其关键是对图像进行压缩编码,采用软硬件结合的方式达到图像压缩的目的。在硬件方面,采用Philips公司生产的专用视频模数转换芯片SAA7113H来对视频信号进行数字化,数字化的信号经过缓沖后送入DSP芯片压缩编码。信号处理协调控制由CPLD完成。在软件方面,采用基于JPEG基本系统的压缩算法。JPEG标准不仅能对静态图像进行压缩,只要硬件处理速度快,也能用于实时图像的压缩。

全文目录


引言  10-12
第一章 远程图像监控系统的总体设计  12-17
  1.1 图像监控系统的发展与应用  12
  1.2 在监控系统中图像传输方式选择的基本原则  12-13
  1.3 远程监控系统的一般传输方式  13-14
  1.4 公用电话网传输方式  14-15
  1.5 远程图像监控系统的总体结构及功能  15-17
第二章 自动拨号报警与远程控制功能的实现  17-27
  2.1 单片机系统  18
  2.2 模拟摘机和线路状态检测电路  18-20
    2.2.1 模拟摘机电路  18-19
    2.2.2 电话线路状态检测电路  19-20
  2.3 DTMF信号发送和接收电路  20-23
    2.3.1 DTMF信号特性  20
    2.3.2 自动拨号电路  20-22
    2.3.3 DTMF信号解码电路  22-23
  2.4 其它电路  23-25
    2.4.1 语音录放电路  23-24
    2.4.2 继电器控制电路  24-25
  2.5 软件设计  25-27
第三章 远程图像传输设计方案  27-40
  3.1 图像采集  28-32
    3.1.1 视频解码芯片SAA7113的主要性能特点  28-30
    3.1.2 功能原理及内部结构  30
    3.1.3 SAA7113输出数据格式  30-31
    3.1.4 I~2C总线通信协议  31-32
  3.2 图像处理  32-37
    3.2.1 TMS320VC33硬件方面的特点  33
    3.2.2 TMS320VC33的软件资源  33-34
    3.2.3 DSP芯片外围电路设计  34-37
      3.2.3.1 电源电路设计  34
      3.2.3.2 时钟电路的设计  34-35
      3.2.3.3 复位电路的设计  35-36
      3.2.3.4 存储器接口设计  36-37
  3.3 逻辑控制设计  37-38
    3.3.1 CPLD的作用  37
    3.3.2 CPLD的VHDL实现  37-38
  3.4 图像采集、处理的工作流程  38-39
  3.5 通信的实现  39-40
第四章 图像压缩算法  40-50
  4.1 离散余弦变换(DCT)  40-43
    4.1.1 离散余弦变换的基本原理  41-42
    4.1.2 DCT变换的快速算法  42-43
  4.2 量化与Zigzag扫描  43-45
    4.2.1 量化  43-44
    4.2.2 Zigzag扫描  44-45
  4.3 熵编码  45-49
    4.3.1 DC系数编码  46-47
    4.3.2 AC系数编码  47-49
  4.4 JPEG文件格式  49-50
结论  50-51
参考文献  51-53
致谢  53-54
附录1  54-55
附录2  55-61
承诺书  61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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