無線多媒體傳感器節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)

1、無線多媒體傳感器節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)    英文題名 The Design and Implementation of Wireless Multimedia Sensor Nodes  關(guān)鍵詞 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò); 嵌入式系統(tǒng); Linux; 驅(qū)動程序; 802.11b; 英文關(guān)鍵詞 WMSN; Embedded System; Linux; Device Driver; 802.11b; 中文摘要 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSN)憑借其感知媒體形式豐富的特點,在軍事、民

2、用、商業(yè)等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。無線多媒體傳感器節(jié)點作為WMSN領(lǐng)域的研究熱點之一,引起了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的高度重視。本文結(jié)合嵌入式技術(shù),提出了一種基于802.11b協(xié)議和H.264視頻編碼的無線多媒體傳感器節(jié)點的設(shè)計方案。 本文的主要工作是設(shè)計無線多媒體傳感器節(jié)點的硬件平臺,為節(jié)點定制Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核,開發(fā)與硬件模塊相對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序,設(shè)計開發(fā)節(jié)點應(yīng)用軟件。論文首先討論了無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上給出了多媒體傳感器節(jié)點的總體結(jié)構(gòu)和軟硬件實現(xiàn)方案。該節(jié)點以通信媒體處理器Hi3512為核心,輔以數(shù)據(jù)采集模塊、常用接口模塊、無線通信模塊等外圍電路構(gòu)成。

3、基于節(jié)點的硬件構(gòu)成,論文詳細(xì)闡述了U-Boot、Linux操作系統(tǒng)等底層軟件平臺的構(gòu)建,并重點介紹了設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計。最后,論文對節(jié)點應(yīng)用程序中音頻處理模塊、視頻處理模塊、系統(tǒng)控制模塊以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計方法做了詳細(xì)論述。 經(jīng)過系統(tǒng)原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、軟. 英文摘要 With the feature of multimedia sentience, wireless multimedia sensor networks can be used in the military, civil and commercial fields  摘要 4-5 Abstract 5 第一章

4、 緒論 13-17     1.1 課題研究背景 13-14     1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 14-15     1.3 課題研究內(nèi)容與章節(jié)安排 15-17 第二章 無線多媒體傳感器節(jié)點的總體設(shè)計方案 17-27     2.1 節(jié)點系統(tǒng)的功能需求與技術(shù)指標(biāo) 17-19         2.1.1 節(jié)點系統(tǒng)的功能需求 18        

5、 2.1.2 節(jié)點系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 18-19     2.2 關(guān)鍵技術(shù)方案介紹 19-21         2.2.1 圖像傳感器 19-20         2.2.2 視頻壓縮編碼 20         2.2.3 無線通信協(xié)議 20-21     2.3 節(jié)點系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 21-22    

6、 2.4 節(jié)點系統(tǒng)的硬件設(shè)計 22-23     2.5 節(jié)點系統(tǒng)的軟件設(shè)計 23-27         2.5.1 軟件功能結(jié)構(gòu) 23-26         2.5.2 MPP 簡介 26-27 第三章 無線多媒體傳感器節(jié)點的硬件設(shè)計 27-48     3.1 Hi3512 嵌入式核心系統(tǒng)設(shè)計 27-38         3

7、.1.1 Hi3512 處理器介紹 27-30         3.1.2 電源部分與復(fù)位電路 30-31         3.1.3 DDR2 SDRAM 存儲器電路 31-32         3.1.4 NOR Flash 存儲器電路 32-34         3.1.5 常用接口電路設(shè)計 34-38 

8、0;   3.2 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計 38-42         3.2.1 CMOS 圖像傳感器 38-40         3.2.2 音頻采集模塊 40-41         3.2.3 溫度傳感器 41-42     3.3 無線通信模塊設(shè)計 42-43     3.4 GPS 定位模塊設(shè)計 43-45

9、     3.5 PCB 設(shè)計 45-48 第四章 操作系統(tǒng)定制與驅(qū)動程序設(shè)計 48-67     4.1 主機(jī)開發(fā)環(huán)境的建立 48-51         4.1.1 安裝交叉編譯工具 48         4.1.2 TFTP 服務(wù)配置 48-50         4.1.3 NFS 服務(wù)配置 50   &

10、#160;     4.1.4 Minicom 配置 50-51     4.2 U-Boot 移植與燒寫 51-52         4.2.1 U-Boot 移植 51-52         4.2.2 U-Boot 燒寫 52     4.3 系統(tǒng)內(nèi)核配置、編譯和下載 52-53     4.4 根文件系統(tǒng)制作 53-54

11、         4.4.1 Busybox 簡介 53         4.4.2 根文件系統(tǒng)制作 53-54     4.5 溫度傳感器驅(qū)動程序設(shè)計 54-58         4.5.1 單總線時序的模擬 54-56         4.5.2 驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn) 56-58  

12、   4.6 音視頻設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計 58-61     4.7 WLAN 模塊驅(qū)動程序設(shè)計 61-67         4.7.1 SPI 接口模塊設(shè)計 62-64         4.7.2 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊簡介 64-66         4.7.3 WLAN 驅(qū)動程序的加載 66-67 第五章 節(jié)點應(yīng)用軟件設(shè)計 67-85  

13、;   5.1 節(jié)點應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu) 67-68     5.2 音頻處理模塊的設(shè)計 68-71         5.2.1 音頻數(shù)據(jù)采集 68-71         5.2.2 音頻壓縮編碼 71     5.3 視頻處理模塊的設(shè)計 71-74         5.3.1 視頻數(shù)據(jù)采集 72-73  

14、;       5.3.2 H.264 編碼與JPEG 圖像抓拍 73-74     5.4 系統(tǒng)控制模塊的設(shè)計 74-76     5.5 網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計 76-79         5.5.1 Linux 網(wǎng)絡(luò)編程簡介 76-77         5.5.2 網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計 77-79     5

15、.6 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果 79-85         5.6.1 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試過程 79-81         5.6.2 無線通信模塊測試 81-83         5.6.3 視頻采集和編碼測試 83-85 第六章 總結(jié)與展望 85-87 參考文獻(xiàn) 87-90 第四章 操作系統(tǒng)定制與驅(qū)動程序設(shè)計 48-67     4.1 主機(jī)開發(fā)環(huán)境的建立 48-

16、51         4.1.1 安裝交叉編譯工具 48         4.1.2 TFTP 服務(wù)配置 48-50         4.1.3 NFS 服務(wù)配置 50         4.1.4 Minicom 配置 50-51     4.2 U-Boot 移植與燒寫 51-52 &#

17、160;       4.2.1 U-Boot 移植 51-52         4.2.2 U-Boot 燒寫 52     4.3 系統(tǒng)內(nèi)核配置、編譯和下載 52-53     4.4 根文件系統(tǒng)制作 53-54         4.4.1 Busybox 簡介 53      

18、60;  4.4.2 根文件系統(tǒng)制作 53-54     4.5 溫度傳感器驅(qū)動程序設(shè)計 54-58         4.5.1 單總線時序的模擬 54-56         4.5.2 驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn) 56-58     4.6 音視頻設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計 58-61     4.7 WLAN 模塊驅(qū)動程序設(shè)計 61-67    &

19、#160;    4.7.1 SPI 接口模塊設(shè)計 62-64         4.7.2 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊簡介 64-66         4.7.3 WLAN 驅(qū)動程序的加載 66-67 第五章 節(jié)點應(yīng)用軟件設(shè)計 67-85     5.1 節(jié)點應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu) 67-68     5.2 音頻處理模塊的設(shè)計 68-71     

20、    5.2.1 音頻數(shù)據(jù)采集 68-71         5.2.2 音頻壓縮編碼 71     5.3 視頻處理模塊的設(shè)計 71-74         5.3.1 視頻數(shù)據(jù)采集 72-73         5.3.2 H.264 編碼與JPEG 圖像抓拍 73-74     5.4 系統(tǒng)控制模

21、塊的設(shè)計 74-76     5.5 網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計 76-79         5.5.1 Linux 網(wǎng)絡(luò)編程簡介 76-77         5.5.2 網(wǎng)絡(luò)通信模塊的設(shè)計 77-79     5.6 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果 79-85         5.6.1 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試過程 79-81   &

22、#160;     5.6.2 無線通信模塊測試 81-83         5.6.3 視頻采集和編碼測試 83-85 第六章 總結(jié)與展望 85-87 參考文獻(xiàn) 87-90 第四章 操作系統(tǒng)定制與驅(qū)動程序設(shè)計 48-67     4.1 主機(jī)開發(fā)環(huán)境的建立 48-51         4.1.1 安裝交叉編譯工具 48      

23、60;  4.1.2 TFTP 服務(wù)配置 48-50         4.1.3 NFS 服務(wù)配置 50         4.1.4 Minicom 配置 50-51     4.2 U-Boot 移植與燒寫 51-52         4.2.1 U-Boot 移植 51-52      

24、0;  4.2.2 U-Boot 燒寫 52     4.3 系統(tǒng)內(nèi)核配置、編譯和下載 52-53     4.4 根文件系統(tǒng)制作 53-54         4.4.1 Busybox 簡介 53         4.4.2 根文件系統(tǒng)制作 53-54     4.5 溫度傳感器驅(qū)動程序設(shè)計 54-58     &#

25、160;   4.5.1 單總線時序的模擬 54-56         4.5.2 驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn) 56-58     4.6 音視頻設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計 58-61     4.7 WLAN 模塊驅(qū)動程序設(shè)計 61-67         4.7.1 SPI 接口模塊設(shè)計 62-64         4.7.2 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊簡介 64-66         4.7.3 WLAN 驅(qū)動程序的加載 66-67 第五章 節(jié)點應(yīng)用軟件設(shè)計 67-85 &