基于gpsgprs車載圖像監控系統的設計_本科畢業論文(設計)(更新版)

　　

【正文】 了數據壓縮的目的。 OV511 最大視頻傳輸速度的設計，使得系統能夠以更加實時的方式獲取大量的視頻信息。2） 輸輸出頻率： Class4(2w)GSMMHZ Class l(l w)GSM1800MHZ 數據傳輸： GPRS Class B() 譯碼方式 ： CS1， 2， 3， 4 模塊支持 AT 命令集 CSD 最大達到 通訊接口： RS232(數據和指令雙向傳輸 ) 不透明模式 電源范圍： ~ 空閑模式： 25mA 工作電流模式：通話模式： 300m 省電模式： 100mA 休眠模式： SMS：點對點 Mo to MT 短消息區域廣播 數據傳輸方式：文本和 PDU 格式 尺寸： *36mm* 語音：最高速率 升級速率 半速率 重量： 9g 溫度系數：工作溫度： 20~+55 存儲溫度： 400 C~+850 C 接口： 40pin ZIF 鏈接器 SIM 3V 自動波特率 GSC 制式匹配阻抗 50 歐姆 (GSC 50HM) 附加服務：電話簿管理功能 報警服務 響鈴服務 雙頻音頻功能呼叫轉移 固定號碼呼叫 OV511 攝像頭 本課題采用的是網眼 V20xx 攝像頭，它采用 USB 接口，不需要視頻卡，可即插即用，使用方便。 射頻電路和 SMB 插座：射頻電路提供 GSM900/1800MHz 雙頻段的收發通道，包括接收電路、發射電路、頻率合成電路以及相應的控制電路。 MC35I 模塊可實現 GSM 的所有功能，其中包括 GSM 規范所要求的語言編解碼、信道編解碼、加密與解密、均衡等。 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 22 頁 22 本課題采用了第一種方案，在器件選擇方面，目前市場上可選用的通訊模塊種類繁多，主要有 SIEMENS 的 TC 系列、 MC 系列、 SIMCOM 公司的 SIM 系列， 以及 WAVECOM 公司的 Q 系列等。（目前沒有開啟） 7 秒脈沖 上升沿與 GPS 秒同步，電壓升降時間 100ns，阻抗 250Ω。該口也可以設置為輸出相位數據。在嵌入 式車載監控終端系統中，從價格、功耗、體積、抗干擾能力等方面比較，本課題選擇了 GARMIN GPS15L。 GARMIN 的 GPS OEM 產品均為 12 通道的 GPS 接收機，也就是同時可以跟蹤多達12 顆 GPS 衛星，從而能夠快速的定位。為了使電路的引出引腳盡可能少， I2S 只使用了 3 條串行總線：提供分時復用功能的數據線、字段選擇線和時鐘信號線。開發板采用 9 芯引腳連接器， 9 芯串行接口引腳含義表如表 ： 表 芯串行接口引腳含義表 引腳號 功能 引腳號 功能 1 接收線信號檢測 (載波檢測 DCD) 6 數據通信設備準備就緒 (DSR) 2 接收數據線 (RXD) 7 請求發送 (RTS) 3 發送數據線 (TXD) 8 清除發送 4 數據終端準備就緒 (DTR) 9 振鈴指示 5 信號地 (SG) 用 RS232 總線進行通信，需外接電路實現電平轉換。 ● 具有 PLL 片上時鐘發生器。 ● 兼容 SD 主接口協議 版和 MMC 卡協議 版。通過提供一整套完整的通用系統外圍設備， S3C2410X 大大降低了整個系統的成本，消除了為系統配置額外器件的需要。 GPS 模塊和 GPRS 模塊通過串口與處理器相連， GPS 將接收到的定位數據通過串口傳送給處理器， GPRS 模塊用來發送數據到 GPRS 網絡上去。在 USB HOST 端口上外接一個 30 萬像素的 USB 攝像頭。 表 常見嵌入式處理器比較 處理器類型 處理器價格 主要性能及應用 ARM 低 低 功耗，適合于個人便攜式設備 MIPS 高 用于交換機、路由器， plays station等高端嵌入式設備 Power PC 高 通信主網絡等設備；單位附加值高，市場小，特別是對性能有較高要求時，應用于高端嵌入式中 由于設計的是終端產品，所以性價比是必須重點考慮的，結合系統自身的特點，最終選用 Samsung 公司的處理器 S3C2410X 作為主控制器。 當客車內出現盜搶或者乘客需要醫療救治等緊急情況時，工作人員可啟動車載監控終端手動拍照并給遠程監控中心。監控中心也可主動查詢監控車輛的準確位置和車輛狀態等。 3．自動檢測和配置外圍設備。 表 USB 系統基本構成 基本硬件 基本 軟件 USB 主控制器 /根集線器 USB 集線器 USB 設備 USB 設備驅動程序 USB 驅動程序 USB 控制器驅動程序 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 11 頁 11 USB 的基本特點 1．速度快。 GPRS 技術以它實時在線、覆蓋范圍廣、建設周期短和高數據傳輸速率等優點在遠程監控系統中 得到了廣泛的應用，主要完成被監測數據的遠程無線傳輸。 SGSN 的主要作用是記錄移動終端的當前位置信息，并且在移動終端和 GGSN 之間完成移動分組數據的發送和接收。 5．其它設備：本地位置寄存器 HLR、訪問位置寄存器 VLR、移動交換中心 MSC，SMSGMSC 和 SMSIWMSC 等 GSM 系統原有無線管理設備被升級以支持相應的與GPRS 有關的功能。用戶可以始終處于在線狀態，使得訪問服務變得簡單、快速。電路交換模式中，用戶無論是否傳送數據在整個連接期都獨自占有無線信道。 由于衛星的位置精確可知， GPS 接收機可通過接收觀測范圍內的幾個衛星，可以得到幾個關于偽距的方程 （公式 21） 。 GPS 軟件部分是指各種后處理軟件包，用來對觀測數據進行精加工，從而獲得精密定位結果。 注入站現有三個，分別設在印度洋的迭戈加西亞，南大西洋的阿松森島和南太平洋的卡瓦加蘭 。接收機對 GPS 衛星進行連續觀測，以采集數據和監測衛星的工作狀態。每顆衛星裝有 4 臺精度原子鐘， 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 5 頁 5 這是衛星的核心設備。衛星軌道分布在 6個軌道面內，每個軌道上分布有 4 顆衛星。整個計劃分為 3 個階 段實施。然而也帶來了許多的交通隱患，如超載超員，盜竊、搶劫等違法事件。但 GSM 網絡傳送時間不確定，不能全面及時地反映車載的實時信息。由于查詢取證十分繁瑣，系統的功能簡單、可靠性差，根本無法滿足車輛運營過程中的特殊要求 (顛簸、溫度、濕度等 )，因此該解決方案很快就淘汰了。 GPS 車載監控系統只能告知車輛的具體位置，卻無法“看到”汽車現場的情況。利用這些信息，監控中心可實時跟蹤車輛并及時獲取車內信息， 該方案充分利用了 S3C2410X 處理器資源， 方便且實用地實現了低成本的車輛監控功能。本科畢業 論文 (設計 ) 1 基于 GPS/GPRS 車載圖像監控系統的設計 摘要 隨著嵌入式應用技術和無線網絡技術的快速發展，結合了 GPS 定位技術和 GPRS無線通信技術的嵌入式 GPS 車載監控系統應運而生。 基于 GPS/GPRS 的車載圖像監控終端最終可以實現 GPS 定位數據和圖像數據的采集與上傳功能。其作用主要是為方便駕車出行或車輛調度，減少交通堵塞現象的發生。車載監控系統最早的解決方案是采用傳統的本地模擬監控系統。而且目前 GSM 終端價格較低，有利于降低系統成本，同時它的蜂窩技術提供了大的用戶容量。 課題研究的目的 隨著我國公路覆蓋率的不斷提高，便利的交通讓城市與城市之間的人們來往平凡，促進了各地經濟、文化交流。整個系統由美國國防部于 1973 年開始研究，歷經 20 年，耗資數百億美元，于 1994 年投入使用。 GPS 系統組成 GPS 系統包括如下三個部分： 1． GPS 衛星和衛星星座 全球定位系統的空間衛星星座由 24 顆衛星 (3 顆備用衛星 )組成。 GPS 衛星的主體呈圓柱形，直徑約為 米，重約 774 千克，兩側設有兩塊葉太陽能板，能自動對日定向，以保證衛星正常工作用電。站內設有雙頻 GPS 接收機，高精度原子鐘，計算機和環境數據傳感器。主控站還負責調整偏離軌道的衛星，使之沿預定的軌道運行以及啟用備用衛星，以代替失效的工作衛星。 GPS 接收機的硬件，一般包括主機，天線和電源，主要功能是接收 GPS 衛星發射的信號，獲得必要的導航和定位信息及觀測量，并經簡單數據處理而實現實時導航和定位。 P 碼用于精確的時間測量， C/A 碼使信號易于鎖定。 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 8 頁 8 GPRS 網絡技術特點 與原有 GSM 的數據業務相比， GPRS 具有以下優勢 [4]： 1．資源利用率高： GPRS 引入了分組交換傳輸模式，使得原有采用電路交換模式的 GSM 數據傳輸方式發生了根本性變化。 5．提供實時在線功能“ always on line，只要激活 GPRS 應用，將永遠保持在線，不存在掉線問題。 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 9 頁 9 3．邊界網關 (Boarder Gateway， BG) 4．改進基站子系統 BSS：在基站控 制系統 (BSC)上增加硬件單元 PCU(PacketControl Unit)，在基站發射系統上增加軟件單元 CCU(Channel Codec Unit)。它可以和多種不同的數據網絡連接，如 ISDN(Integrated Services Digital Network)， PSDN(Packet Switched Data Network)和 LAN(Local Area Network)等。縱向應用主要面向安防系統，遠程監控，任務調度等集團客戶的遠程數據傳輸業務。 USB 系統的基本硬件和基本軟件如表 所示。 USB 系統一般采用星型拓撲結構， 如圖 所示。車載監控終端主要功能是將移動目標的動態位置 (經度和緯度 )、時間和狀態等信息，通過無線通信鏈路傳送至監控中心，而后在具有強大的地理信息查詢功能的電子地圖上進行移動目標運動軌跡的顯示，并對目標的準確位置、速度、運動方向和車輛狀態等參數進行存儲，便于以后查詢。 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 13 頁 13 2． 遠程報警、求助功能 。表 給出常見的嵌入式處理器 [6]。在開發板上擴展了兩個 UART 口，分別連接 Garmin GPS 接收機模塊和 SEMENS 的 MC35i GPRS 模塊。 SDRAM 作為系統的運行內存，用作程序的運行空間、數據及堆棧區； FLASH 介質用于存儲操作系統和應用程序等； JTAG 口、 USB 口、串口都可做調試接口。該處理器采用 制造工藝，內部采用了新的Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)總線 (AMBA2)。 ● 1 通道多主 IICBUS/1 通道 IISBUS 控制器。 ● 具有日歷功能的 RTC。 RS232C 是一種標準接口， D 型插座，采用 25 芯引腳或 9 芯引腳的連接器。其他信號 (如控制信號 )必須單獨傳輸。上述性能己能很好地滿足普通車輛監控系統的要求。 GPS 接收機 OEM 板中可以將衛星軌道參數、上次定位位置、時間和日期等數據保存在靜態存儲器，接收機內部有備用電池來為存儲器供電。 RS232 電平，提供 NMEA 0183 版本 或 的數據。 6 射頻偏壓 為天線供電的外部電壓輸入。目前常用的移動終端有兩種形式：一種是完全做好的 GPRS Module 成品，提供了串行接口，用戶不必關心硬件實現，只需通過串口向模塊發送指令就可以完成所有功能；另一種是提供手機芯片，用戶自行購 買外圍器件并自己設計電路。其主要的組成部分有：GSM 基帶處理器 (包括模擬基帶和數字基帶 )、 GSM 射頻電路、存儲器、電源和功率控制電路、系統鏈接器。GSM 基帶處理器上運行 GSM 的應用軟件和協議，并提供一個 UART 口與用戶應用系統進行通訊。 內蒙古大學本科畢業 論文 (設計 ) 第 23 頁 23 表 MC35i 相關技術參數 雙頻波段： EGSM900MHZ 和 DSC1800MHZ 傳真：自動傳真 group3（ class1amp。 OV511 是 Omni Vision 公司生產高性能攝像機到 US 接口單片控制芯片，它極大地簡化了單片 CMOS 圖像傳感器和 USB 的接口，其片上增加 256kDRAM 和一個 USB 收發器，可以很容易地構成基于 USB 的視頻子系統。 圖像數據可以進行壓 縮有以下幾方面原因：首先，原始圖像數據是高度相關的，存在很大的冗余度。在許多應用場合，并不要求經壓縮及復原以后的圖像和原圖完全相同，可以允許有少量失真。 JPEG 支持百萬以上的顏色 (24bit)。 2． FDCT 變換。 2．采用 S3C2410X 作為系統微處理器，選擇了合適的 GPS 模塊和 GPRS 模塊，搭建了車載監控系統的硬件平