面向無線傳感網(wǎng)絡的嵌入式聲像采集系統(tǒng)設計.pdf

1、聲信號和圖像是自然界中重要的傳感源,人們可以根據(jù)這兩類傳感信息進行相關(guān)的研究和開發(fā)。比如利用圖像信號來識別目標,利用聲信號檢測橋梁的損壞程度。本文的研究的重點是結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡和嵌入式技術(shù),開發(fā)聲信號和圖像的采集系統(tǒng),然后在這個硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)的應用背景展開后續(xù)的理論算法研究。
　　 本文采用的無線傳感網(wǎng)絡是由TI公司推出的最新的ZigBee2007/PRO網(wǎng)絡,系統(tǒng)采用的無線傳感芯片也是最新一代的CC2530處理器,C

2、C2530在Z-STACK協(xié)議棧支持下可以很好地實現(xiàn)各種復雜的短距離的無線通信。本文研究的一個重點是實現(xiàn)終端采集節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器的串口無線透傳。終端節(jié)點采集上的微處理器控制聲信號的采集,然后通過串口把采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到CC2530上,最后發(fā)送到網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器上。網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器上的CC2530模塊介紹收據(jù)同樣通過串口傳遞給網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器上的處理器,整個過程相當于串口的無線傳輸,提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率。
　　 終端采集節(jié)點主要的任務是完成聲信號的采

3、集和無線傳輸,通過微音拾音器獲取聲音信號,然后聲信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后最后通過AD轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的聲信號數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸?shù)骄W(wǎng)絡協(xié)調(diào)器上。終端設備是一個以LPC2214為核心的嵌入式系統(tǒng),它上面移植的是嵌入式μCOS-Ⅱ操作系統(tǒng)完成聲信號的實時采集和發(fā)送。本文給出終端采集節(jié)點的詳細硬件設計方案和軟件實現(xiàn)方法,并最終完成PCB板的制作。
　　 網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器是以ARM11處理器為核心的嵌入式系統(tǒng),它內(nèi)部集成了高性能的硬JPEG

4、編解碼器以多媒體編碼器MFC(Multi-Format video Codec),可以很好地實現(xiàn)視頻圖像的各種格式的編解碼。網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器移植嵌入式Linux系統(tǒng)并實現(xiàn)采集圖像的JPEG解碼以及H.264編碼。最后,在網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器實現(xiàn)聲信號和圖像信號的socket傳輸。
　　 在實際的系統(tǒng)調(diào)試中,該系統(tǒng)實現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡下的采集終端節(jié)點與網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器間點對點的聲信號傳輸,在網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器上完成USB圖像采集、LCD顯示和H.264編碼。