智能网络图像监测系统的研究

2012-08-31 09:47:49来源: 21ic

图像监测在许多领域有着广泛的应用,目前已经安装上的图像监测系统大约60%沿用早期的摄像头加电视和录像带,并采用有线模拟视频传输技术构成。这种方案存在图像质量低、录像带不易保管、资源容易删改、录像机磁鼓寿命短、需专人看管换带、数据的存储量大、查询取证检索和图像压缩后期处理困难等难点。另一方面,有线模拟视频监测存在无线联网、只能以点对点的方式监视现场、布线工程量极大、对距离十分敏感、不能为远程实时监测和中心联网监测提供可扩展性等技术性缺陷。本文提出一种采用FPGA和CMOS数字传感器实现前端数据采集、利用单片机进行图像鉴别和压缩、通过以太网控制器实现图像数据传输的图像监测系统。该系统不仅实现了图像信号数据采集,而且数据传输速度和稳定性高;不仅灵活性好、成本低,而且具有网络化、智能化等优点。

1 系统组成和工作原理

整个图象监测系统采用C/S架构,由本地服务器和多台智能图像采集前端组成分布式网络监测系统。本地服务器和图像采集前端在实现时使用的是自成局域网的方案,采用UDP传输协议和分时轮循管理模式。客户端采集数据,本地服务器处理数据和发送数据。本地服务器之间通过广域网连接,采用FTP传输协议。系统网络连接如图1所示。

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嵌入式CPU对采集来的数据进行识别处理,并将有效的图像数据通过以太网卡控制器发送到本地服务器,本地服务器进行图像处理或显示,并向各个终端发送控制信息。同时,本地服务器还决定是否处理过的数据发送到广域网上。

2 图像采集传输系统

图像采集传输系统前端采集图像信号,并将它转化为数字信号,由CPU将这些图像数据通过网络上传到服务器,以供服务器进行图像处理或显示等。同时,服务器也通过网络同图像采集前端发送控制信号、显示信息,向终端查询设备状态、设备信息以及发布网络的辅助协议数据包等。图像采集传输系统包括图像采集存储模块、输入输出模块、电源设计模块、通信模块、红外检测和有效图像识别模块以及其它的附属单元。

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2.1 图像采集存储模块

系统的图像传感器选择的是CMOS型高分辨率、高速率彩色图像传感器OV7620。如果用CPU直接从CMOS芯片中采集数据,CPU的速度跟不上,存在着高速外设与低速CPU之间不匹配的问题,因此用FPGA实现图像传感器和CPU之间的速度匹配,如图2所示。FPGA内部可以分为内存分配、产生SRAM的读写时序和地址、为网卡和CMOS提供主频、键盘扩展、产生LCD的控制时序等几部分以及其它附属模块。

FPGA根据CPU的读写信号和CMOS的输出信号产生缓存的读写时序和地址信号。当一帧图像采集完成时,FPGA向CPU发出一个申请信号,表示缓存里面有一帧数据可以进行读取。如果CPU不应答,表示这帧数据可以丢弃。这时FPGA重新根据CMOS图像传感器的输出信号向缓存输送一帧数据,如此循环。如果CPU给出应答信号,FPGA停止向缓存输送数据,等待CPU发送读信号。当CPU发出读信号时,FPGA把CPU的读信号转化为内存的读信号。即FPGA首先根据CMOS的输出数据转化为内存的读信号。

[1] [2]

关键字:智能网络  图像监测系统  UDP  传输协议

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0831/article_5805.html
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