南华大学电气工程学院毕业设计
2.2系统设计要点
作为一个无线可视通话系统,主要考虑的设计要点有:1.选择合适恰当的音视频采集数据,在有较高质量的音视频体验的前提下使得音视频数据易于处理和传输。2.选择合适的处理核心,保证其有足够的处理速度,能够控制采集设备完成音频和视频数据的采集并完成这些数据的加工处理。3.选择合适的无线传输模块,使其能够满足音视频同时传送时的带宽需求及其他的一些技术需求,并尽可能的使得功能模块简单易行。
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第三章 楼宇可视无线对讲系统门口机的方案 论证和选择
本章主要对系统各个模块的不同方案进行论证后选择,最终得到整个系统的方案。
3.1 摄像头的选用
方案一:嵌入式开发常用的OV系列摄像头(如OV7670,OV9560)。该摄像头体积小功耗低,具有通过SCCB总线进行自动曝光控制,自动白平衡,饱和度,色度,锐度调节等非常丰富的功能。但这类摄像头在使用时需要配置超过100个的寄存器,调试复杂,使用难度高。
方案二:选用市场上很易见的USB数字摄像头。这种摄像头简单易用易于开发,且成本低廉。
综上所述,因为该系统对摄像头要求并不高,且由于USB数字摄像头易于开发的特点,这里选用USB数字摄像头。
3.2 处理核心的选用
处理器核心在门口机系统中主要工作有:1,担负对音频芯片,USB Hub芯片等芯片或WiFi等功能模块的控制作用;2,对USB数字摄像头对送来的数字图像数据按帧进行压缩处理,压缩需要传送的数据,减小通信模块的传输负荷。所以在选择处理器芯片时要考虑处理器的工作运行速度能不能满足其控制的信息采集模块,同时,它的数据处理能力能不能达到系统所要求的数据处理能力。
方案一:选用单片机。单片机体积小,且功耗低,但它运算能力低,诸如运算
能力较强的Atmega128也只有16MIPS,使得它在处理图像数据时存在处理能力不足的缺点。
方案二:选用DSP处理器。相比较于常用的嵌入式Arm芯片和单片机,DSP具备了非常强悍的数据处理能力和极高的运行速度,其运算能力最高可达数千MIPS。
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但常见DSP的处理器如C2000系列和C5000系列不能识别图像的灰度,需要加一个单片机作为补充,这种多芯片方案因为要进行联机通信,会增大系统在结构上的复杂程度,明显加大了整个门口机系统的设计难度。而可以识别灰度的C6000和达芬奇系列,结构复杂,价格高昂,不仅使用难度大,在这个方案中存在性价比过低的缺点。
方案三:选用Arm9的S3C2440A。S3C2440A的运行速度可达500MHz,其内部又集成了DSP模块,有较快的运行速度和较强的数据处理能力,足够满足门口机系统运行的需求,而且S3C2440A处理器的功耗和成本低较,又有较好的通用性,在机交互和标准接口设备通信方面非常方便。
综上所述,该系统选用S3C2440A作为系统处理核心。
3.3 无线传输模块的选用
方案一:采用NRF2401芯片制作的射频无线模块。该模块功耗低,通信距离远,且价格低廉。但因为系统要求无线模块能够满足同时实现数据互传,而该模块只能单方收我单方发送,因此门口机与室内机均需要安装两个该模块,增加电路的复杂程度。
方案二:蓝牙模块。蓝牙操作使用简单便利,它不需要类似手机基站这种辅助性的的设备装置,连接和配置非常容易,两台通信的设备只要在对方信号范围内即可进行配对完成连接和数据传输。蓝牙的传输速度也比较快,最近开始普及的蓝牙4.0技术的理论最高数据传输速度达到24Mbps!但蓝牙传输距离较短只有10米左右,且易被其他信号干扰。
方案三:WiFi模块。体积小,速度快,最高速度可达54MBPS!同时它传输距离远,可达上百米,且可实现信息互传的功能。
综上,在传输距离和系统结构复杂程度等综合的考量下,选择WIFI作为无线传输模块。
3.4 系统总方案确定
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综合上面方案:本设计采用“USB数字摄像头,S3C2440A处理芯片,WiFi无线传输模块等。系统框图如图3.1:
图3.1 系统框图
由图,系统主要包含以下部分:
处理核心:S3C2440A芯片。
电源模块:向包括Arm芯片,各个外围模块等供电。 视频模块:USB摄像头
音频模块:,麦克风,UAD1341芯片。 显示模块:LCD显示屏。 传输模块;WiFi模块。
综上,门口机系统选用S3C2440A芯片为处理器核心,搭配USB数字摄像头,音频模块,人机交互接口,WiFi模块和电源模块等来形成整个系统的功能架构。数码USB摄像头在采集视频信号后送处理核心进行帧图像JEPG压缩处理,然后再送无线WiFi模块传输。而麦克风送来的音频信号送Udall1341进行采集处理也送WiFi模块进行传输。
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