基于GSM網(wǎng)絡觸發(fā)式實時監(jiān)控系統(tǒng)的設計論文2

基于GSM網(wǎng)絡觸發(fā)式實時監(jiān)控系統(tǒng)的設計

學院名稱：電子信息工程學院指導老師：楊曉慧申請人：張罡團隊人員：王包東滿鴻江李碧波顏佩國項目的目的及意義GSM網(wǎng)絡觸發(fā)式實時監(jiān)控系統(tǒng)可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)。利用先進的計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術、綜合布線技術、將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)，有機地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、平安、有效。與一般家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，供應舒適平安、高品位且宜人的家庭生活空間。還將原來的被動靜止結(jié)構轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇硬胖堑墓ぞ?，供應全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效支配時間，增加家居生活的平安性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。CompanyLogo中期探討目標主要探討AVRATMEGA128單片機通過GSM模塊供應數(shù)據(jù)傳輸通道，傳輸圖片與信息及FPGA在圖像采集、存儲、顯示領域的應用。即分為GSM通信模塊和FPGA圖像處理模塊。GSM通信模塊利用simensTC35模塊與ATMEGA128構建，F(xiàn)PGA圖像處理模塊主要包括視頻采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊和主控芯片核心模塊。CompanyLogo項目模塊圖GSM模塊單片機模塊FPGA圖像處理模塊

CompanyLogo單片機限制模塊的設計單片機的選取從當前單片機的普及率及軟件支持來看，考慮接受AVR單片機。AVR中的ATMEGA16及128系列具有很大的優(yōu)勢，I/O口資源及程序內(nèi)存空間等硬件資源。兼顧硬件資源與程序空間上考慮，確定接受ATMEGA128限制器；

CompanyLogo單片機限制模塊的設計ATMEGA128的特點128K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有在寫的過程中還可以讀的實力,即RWW),4K字節(jié)的EEPROM,4K字節(jié)的SRAM,53個通用I/O口線,32個通用工作寄存器,實時時鐘RTC,4個靈敏的具有比較模式和PWM功能的定時器/計數(shù)器(T/C),兩個USART,面對字節(jié)的兩線接口TWI,8通道10位ADC(具有可選的可編程增益),具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器,SPI串行端口。器件是以Atmel的高密度非易失性內(nèi)存技術生產(chǎn)的.片內(nèi)ISPFlash可以通過SPI接口,通用編程器,或引導程序多次編程.引導程序可以運用任何接口來下載應用程序到應用Flash存儲器.在更新應用Flash存儲器時引導Flash區(qū)的程序接著運行,實現(xiàn)RWW操作.通過將8位RISCCPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個芯片內(nèi),ATmega128為很多嵌入式限制應用供應了靈敏而低成本的方案。CompanyLogo單片機限制模塊的設計單片機最小系統(tǒng)ATMEGA1128最小系統(tǒng)主要由復位電路和接口電路構成，工作時鐘接受內(nèi)部16M晶振ATMEGA128單片機復位電路接口電路CompanyLogoGSM模塊的設計GSM模塊主要接受simens公司的TC35模塊，TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、內(nèi)存、ZIF連接器、天線接口6部分組成。作為TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的全部模擬和數(shù)字功能，在不須要額外電路的狀況下,可支持FR、HR和EFR語音信道編碼.GSM模塊設計主要分為兩部分：1、GSM模塊通信電路2、TC35與MCU連接方式CompanyLogoGSM模塊設計GSM模塊通信電路數(shù)據(jù)通信電路主要完成信息收發(fā)、與微機通信、軟件限制等功能。TC35的數(shù)據(jù)接口接受串行異步通信模式，符合ITU-TRS-232接口電路標準，工作在MOS電平（2.65V）。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗位，可以在300bps~115bps的波特率下運行，支持自動波特率為4.8Kbps~115Kbps（14.4Kbps和28.8Kbps除外）；TC35模塊還支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的軟件流限制。CompanyLogoGSM模塊設計TC35與MCU連接方式

ATMEGA128與TC35接受串行異步通信方式，串口通信方式接受TI公司的MAX3238為核心，通信速度可由用戶自行設定，通常為19200bps.這個單片機系統(tǒng)事實上就是一個具有GPS功能的GSM手機模塊加上單片機限制系統(tǒng)。GSM手機手機模塊主要用來建立無線信道，接收和發(fā)出短信息。單片機限制系統(tǒng)主要用來限制手機模塊，并且對手機接收的信息進行說明并執(zhí)行。CompanyLogoFPGA圖像處理模塊系統(tǒng)硬件設計本模塊也接受分別模塊化設計，主要模塊包括視頻采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊和主控芯片核心模塊。CompanyLogoFPGA圖像處理模塊視頻采集模塊

本模塊接受500萬像數(shù)C1M1D相機模組；其具有高靈敏度，圖象清晰，全部DSP預置及支持視頻驅(qū)動。視頻解碼器芯片接受TI公司的TVP5150，TVP5150的I2C接口符合I2C協(xié)議規(guī)定的讀寫步驟，通過配置寄存器可以常見的基帶模擬視頻格式轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻格式。它支持RGB和YRbPr信號的A/D轉(zhuǎn)換，支持NTSC，PAL和SECAM復合視頻的解碼和A/D。TVP5150的A/D轉(zhuǎn)換的采樣速率在接受寬度為10bit時可達到30MSPS，該芯片有10個視頻輸入引腳，所以可以實現(xiàn)多種圖像格式的單獨或組合輸入。CompanyLogoFPGA圖像處理模塊特征數(shù)據(jù)提取YUV4:2:2表示一個宏像素中有4個Y重量、2個U重量和2個V重量，圖像數(shù)據(jù)中YUV重量排列依次如下：Y0U0Y1V0Y2U2Y3V2…;每個色差信道的抽樣率是亮度信道的一半，所以水平方向的色度抽樣率只是4:4:4的一半。對非壓縮的8比特量化的圖像來說，每個由兩個水平方向相鄰的像素組成的宏像素須要占用4字節(jié)內(nèi)存。由于顯示VGA接口，所以須要將YUV轉(zhuǎn)換為RGBR=Y+1.14VG=Y-0.39U-0.58VB=Y+2.03U圖像映射圖圖像壓縮主要接受DCT變換全稱是離散余弦變換，是指將一組光強數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻率數(shù)據(jù)，以便得知強度變更的情形。DCT變換公式：當u,v=0時，離散余弦正變換（DCT）后的系數(shù)若為F(0,0)=1，則離散余弦反變換（IDCT）后的重現(xiàn)函數(shù)f(x,y)=1/8,是個常數(shù)值，所以將F(0,0)稱為直流(DC)系數(shù)；當u,v≠0時，正變換后的系數(shù)為F(u,v)=0，則反變換后的重現(xiàn)函數(shù)f(x,y)不是常數(shù)，此時正變換后的系數(shù)F(u,v)為溝通（AC）系數(shù)。CompanyLogoFPGA圖像處理模塊圖像數(shù)據(jù)存儲與顯示轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)SDRAMController存入SDRAM，該模塊運用MT48LC4M32B2，將數(shù)據(jù)線分成兩組，接受雙口模式，可以同時寫數(shù)據(jù)和讀數(shù)據(jù)，保證圖像數(shù)據(jù)的流暢，時鐘頻率可以通過設定外部PLL限