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无线图像采集系统的设计与实现

0引言

视频监控目前已得到广泛的应用，一般采用如下方案：使用具有较高成像质量的CCD(charge-coupled device)传感器摄像头，通过S-VIDEO端子实时传送数据，这种方案需要摄像头与采集端设备连线，同时监控中心需要有较大的存储空间来存储图像与视频片段，还需要电视墙来对不同地点的目标进行实时监控，此方案适合于公共场所的安防和监控，实时性高，但能耗大，成本昂贵。对于需要远程监控的生产环境，例如农业、种植业、畜牧业以及工业厂房的监控，包括动物的异常举动，种植现场环境的突然变化，厂房可疑人员的入侵监控等，上述方案难以满足图像与视频中信息智能处理的需要，而基于嵌入式ARM-Linux的无线图像采集系统成为合适的选择。在802.11无线协议应用经已成熟的前提下，研究的重点在于传感器节点所采用的硬件平台和数据流格式，当前的主流方案包括：①ARM+DSP(digital signal processing)[1]：由ARM 架构CPU(central processing unit)担任传感器节点的总控制角色，利用DSP信号处理芯片的高速处理能力对图像数据进行压缩和相关预处理，该方案适合需要较多数值运算的JPEG (joint photographic experts group)数据流。②FPGA(field-progra-mmable gate array)+视频编解码芯片[2]：利用FPGA的并行处理能力同时传送和处理多组图像与视频数据，由于FPGA的硬件可重写性，该方案适合于在实验阶段进行设计上的查错和优化。③ARM：使用高主频的ARM架构CPU，同时担任中央控制和图像处理的角色。ARM为通用精简指令集架构，具有足够的流水线来应对复杂的逻辑运算，适用于处理逻辑运算量较大的压缩算法，例如PNG格式所采用的Deflate压缩算法，同时，ARM-Linux架构具有成熟的工作基础，固采用方案3设

收稿日期：2010-01-10；修订日期：2010-03-09。

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图6deflate 算法原理

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这个23位长的二元组来表示，这样，就算只能找到一个最短的3个字节(24位)的重复，也至少节省了1位，如果小于3个字节，就不用二元组表示，直接输出，不会增加存储空间。

4图像传输方法

系统采用Wi-Fi进行数据传输，图像采集节点与PC机处于同一个无线局域网(WLAN)内，节点处使用USB无线网卡(rt73芯片)接入无线局域网，移植了ralink公司提供的开源驱动使无线网卡在Linux系统下工作。Linux内核支持驱动模块的动态加载，因此，把rt73芯片的驱动编译为.ko格式的模块后，使用insmod程序可将该驱动插入内核运行代码中[7]。另外，使用iwconfig用户层工具对无线网卡的参数进行配置，上述开发过程如图7所示。

完成了无线网络适配器的驱动移植后，本文采用TFTP协议实现文件传输功能。TFTP协议是简化了的FTP协议，程序体积小巧，资源消耗小，传输速度与FTP相当。只需要在节点上移植TFTP客户端，同时在监控中心PC中架设TFTP服务端，即可进行文件传输。

在本系统的设计中，节点操作系统启动后，同时启动一个网络接口的shell检测脚本。该脚本通过查看网络接口wlan0是否存在以及某段时间内该接口的网络流量是否发生变化来判断无线网络接口的工作情况，一旦发现异常，则调用另外一个shell脚本来重新启动无线网络接口。通过以上机制，可最大程度地提高节点的自我维护能力以及稳定性，减少人工的参与。

5系统人机交互模块

系统采用thttpd嵌入式http服务器、PHP解释语言以及sqlite3嵌入式数据为用户提供Web方式的人机交互界面，用户通过访问网页即可使用图像采集系统的所有功能[8]。

系统功能如下：

用户登录：使用嵌入式数据库sqlite3存储用户信息，用户密码使用DES加密保存。

网络参数配置：支持对图像传感器节点的IP(Internet Pro-tocol)地址、MAC(media access control)地址、网关地址、子网掩码进行修改。支持对TFTP服务器IP地址进行修改。

采集图像：支持采集一次性1-5张分辨率为640*480或320*240的BMP(Bitmap)或PNG格式图像。

时钟同步：使图像传感器节点的系统时钟与监控中心的时钟同步。由于采集的图像文件使用时间戳命名，因此保持节点与监控中心时钟同步方便对图像进行管理。

查询系统状态：可供用户查询节点当前的CPU占用率、内存占用率、Nand Flash剩余空间、网络流量、节点开机时间等系统状态参数。

恢复出厂设置：将图像传感器节点的网络参数、用户账号信息恢复至默认值。

账户信息修改：提供用户修改账户信息，包括修改密码和账号。

节点复位：供节点出现异常时使用，节点复位会重新启动系统，并将各参数恢复为默认值，同时自动加载所有应用程序。

6实验结果与分析

以下为图像采集操作主界面，用户按下“采集图像”按钮，节点便按照用户所配置参数进行作业，采集到的图像将自动通过无线网络往用户的TFTP服务器发送，图8所示即TFTP 服务器所接收到的采集图像以及用户配置的采集参数。

图9所示为节点工作时的CPU和内存占用率等性能指标，结果显示，在进行图像的采集和压缩过程中，节点系统资源占用小，响应快速，性能稳定。

图10为本系统在某家禽养殖基地的使用情况。视频采集功能采用开源程序serfox程序套件实现，节点处使用serfox 服务端发送图像帧，PC端使用serfox所提供的Windows客户端接收图像帧。图中为视频实时监控的画面，

从画面中可观图8TFTP

服务器目录

图9

节点工作时的性能指标

图10家禽饲养现场的视频实时监控

(下转第304页)

SACO-MFI算法比ACS-MFI算法提取率高7%~14%。因此，本文提出的SACO-MFI算法在不同支持度和不同性质的数据集下挖掘最大频繁项集的都表示出良好的性能。

6结束语

本文给出了挖掘最大频繁项集的朴素蚁群算法，该算法只需要扫描一次数据库，不需要产生大量的候选集。建立了挖掘最大频繁项集的非线性优化模型，给出了与问题紧密相关的信息素模型和更新机制，取消启发式信息而使用局部搜索，简化了项集选择公式的计算。理论上分析了算法的时间和空间复杂度，相对以前的算法较低。实验结果表明，该算法加速了运行时间，提高了项集提取率，对于大型数据库中的最大频繁项集的挖掘是高效智能的。

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红外线测距仪测量原理

红外线测距仪测量原理测距仪是一种航迹推算仪器，用于测量目标距离，进行航迹推算。测距仪的形式很多，通常是一个长形圆筒，由物镜、目镜、测距转钮组成，用来测定目标距离。测距仪是根据光学、声学和电磁波学原理设计的，用于距离测量的仪器。红外测距仪的分类有激光红外，红外和超声波三种，目前测距仪主要是指的激光红外测距仪，红外测距仪和超声波测距仪由于测量距离有限，测量精度很低目前已经被淘汰。激光红外测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光红外测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。测距仪有测量距离和测量精度，同时又是电子设备，所以品牌的选择非常重要，国际知名品牌的测距仪，在性能上会远优于杂牌的激光红外测距仪。一．测距仪分类测距仪从测距基本原理，可以分为以下三类： 1. 激光测距仪激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持式激光测距仪（测量距离0-300米），望远镜激光测距仪（测量距离500-20000米）。目前市面上主流的都是激光测距仪，手持式激光测距仪全球前两大品牌是徕卡和博世，右图就是一款主流的手持式激光测距仪。望远镜激光测距仪，为远距离激光测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜激光测距仪全球前四大品牌是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。四个品牌在产品上各有特点，2013年，美国激光技术杂志公布的数据，2013年全球单品销售冠军是图雅得SP1500，这款测距仪测量精准，反应速度快捷。 2. 超声波测距仪

汽车GPS定位系统设计方案

长途客运总公司汽车GPS定位/记录仪系统建设方案 J T -O M R O N

目录第一章前言 (1) 第二章系统总体设计 (3) 第三章系统总体设计方案 (11) 第四章监控管理系统设计方案 (14) 第五章系统建设方案 (19)

第一章前言随着经济的高速发展，车辆已经成为了一种非常重要的交通工具，它已成为了企业业务和私人生活中的一部分。客运行业是各省市地区的重要经济形式，随着交通运输行业之间的竞争不断加剧，带来了诸多的交通和管理问题，因此运输企业采取种种措施来监控和保护车辆日常运作。但在车辆实际的运作中，有时出现车辆被盗、司机来公车干私活、司机未按规定的路线行驶、企业无法高速快效的进行车辆调度等等问题，而过去运输企业对车辆采取的种种措施已经往往只能起到事后补救的作用。因此企业产生了对车辆进行实时监控和管理的需求。如何运用现代化管理手段合理调度、提高车队的使用效率、降低事故的发生，已成为一个迫切需要解决的课题摆到了运输行业各企业的面前。对于客运企业来说，主要想实现对车辆进行跟踪、调度、管理和对车辆和司机进行安全保障等需要，一般有如下的需求： ●当出现被盗情况时，即时发现和制止盗窃行为。 ●随时了解到自己的车辆所在地点。 ●怎么才能有效的监控车辆在途中的运营情况。 ●怎样控制票款的流失。 ●更有效的监控业务的执行情况。 ●司机是否按公司的规章行车。 ●对车辆的营运历史进行有效管理。 ●更有效的提高车辆的调度。 ●车辆是否在制定的路线和制定的区域行驶。 ●在行车过程中，当出现异常情况时，能随时随地获得帮助。针对上述问题，我们依靠自身成熟的技术，同时借鉴国外成功的经验，现已在ITS（智能交通系统）领域中率先迈出了坚实的一步，取得了重大进展，公司研发、生产的GPS车载记录仪是一项引进国外最新科技成果、融全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、全球移动通信系统（GSM）以及计算机数据处理技术和现代数据通讯技术于一体的尖端高科技项目，设计成具有卫星定位、数

室内定位系统毕业设计论文

本科毕业论文题目基于wifi的室内定位系统 XX 学生姓名 X 学号电子信息工程专业 X 班级 XX 指导教师 2012年4月

摘要本文设计及实现了一个基于WiFi 射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP 的RSSI 设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI 信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在 4 米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi 模块的Android手机。借助该定位系统，基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。关键词: 接收信号强度；无线室内定位；射频指纹；Android 操作系统

Abstract This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system. Key words:Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System 第一章绪论 (6) 1.1关于位置信息确定的意义及方法 (6)

指挥车系统设计方案

通信指挥车系统设计方案西安博帆电子科技有限公司029-8886311083735868 通信指挥车系统设计方案概述 1、方案概述通信指挥车是利用先进的大功率广播指挥系统、现代无线通信技术、计算机技术、图像采集及传输技术、强光照明技术等，实现指挥车与现场工作人员的通信联络、现场指挥调度等功能，是公安、消防部门针对大型现场、群众疏散、抢险救援、综合移动的指挥中心，是现代通信技术及其它高科技技术的综合运用。 2、设计原则根据安全生产应急指挥中心初步设计要求和相关的设计标准，应急通信指挥车必须具备较强的通信功能和现场监控能力。此车具备高度的机动性、独立性和可靠性。因此，车辆的改装和系统总成的设计，必须达到以下要求： ◆车辆系统◆通信及现场监控系统 ●车厢的环境布置简洁、舒适●自动化管理和控制体系 ●动力系统有力可靠●系统的可靠性高 ●整车配置和配重合理●国际先进水平的尖端技术 ●不改变汽车底盘技术参数不切割车体●系统操作简便，易于管理系统的功能和组成 1、车辆系统指挥车是以普通型客车底盘作为改装平台，保证工作人员拥有宽敞舒适的工作环境，并且为系统的运行和维护提供符合技术要求的环境条件。在保证整车性能的前提下对车辆进行改装，实现符合设备技术要求的工作环境，这是改装设计的重点。基本改装措施:⑴所有设备及机架需采取防震措施； ⑵加装发电机隔音罩及消音器； ⑶车辆加装车载发电机，依靠车载发电机直接为车载设备提供5.5KW的AC220V电源； ⑷精确计算车辆上装设备配重，合理进行改装。 2、通讯系统无线专网通讯系统，通过配备350MHZ的集群车载台可在专网情况下实现指挥中心与指挥车之间的通讯联系。还可以使用车载的GSM移动电话、GPS定位导航系统，扩大指挥车与各工作单元组的使用范围。该系统可以实现快速、灵活的现场指挥调度。车辆配备了最新型车载GPS导航定位系统，通过5英寸液晶屏及专用遥控器进行操作，该设备集成了GPS卫星定位、DVD语音导航、GIS全国电子地理信息、可自动切换倒车监视，可在车辆行进过程中以语音方式向驾驶员播报行车路线。可充分体现现代化通信指挥车的高度集成及高度电子化优势，是通信指挥车必不可少的先进配置。 3、计算机及控制系统通过专业车载计算机、网络交换机配予无线局域网卡、解码器可实现现场电脑组网及资源共享，也可与指挥中心交换数据信息。该系统充分发挥了计算机中央控制的功能，为今后系统升级打下了良好的基础。此外，计算机还接驳车上配备的便携式打印机，可在事发现场非常方便地进行文件的处理工作。为车载计算机及嵌入式硬盘录像机配备的液晶显示器，采用独特的升降机构，在保证防震、高强度稳定的前提条件下可在控制台面上下自由伸缩，节省了车内有限的空间，使操作控制更加现代化，使车内整体布局更加灵活科学。车载GSM无线传真机可利用GSM/GPRS在车辆移动中收发传真，该设备还配备语音手柄，亦可作为车载移动电话使用。利用宏控KT-AV可编程中央控制系统，用无线LCD触摸屏及专门的操作软件可实现对全车设备的集中控制，并拥有设备状态显示及一键复位功能，大大减少了车载设备控制部分占用的车内空间，高度体现了集中控制的优势。此外，车辆上装设备的控制部分除全部采用宏控KT-AV可编程中央控制系统外，亦设置了有线控制，双重控制方式可确保所有设备正常操作使用。 4、现场监控及视频传输系统

图像采集通用控制系统的设计与实现

图像采集通用控制系统的设计与实现张超，古乐野，徐晓，乔忠慧 (中国科学院成都计算机应用研究所，四川成都610041）摘要：本文介绍了一种基于ARM的实时图像采集通用控制系统的设计与实现。在设计中主要采用了LPC2132微控制器芯片和四相步进电机正弦波驱动器STK672—080芯片。文中主要介绍了该控制系统的工作原理、系统组成、硬件设计以及软件设计中的关键问题。关键词：ARM；图像采集；人机交互；步进电机中图分类号：TP368.1文献标志码：B Design and Implementation of Universal Control System in Image Collection ZHANG Chao, GU Le-ye, XU Xiao, QIAO Zhong-hui (Chengdu Institute of Computer Application, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, Sichuan 610041, China) Abstract：This paper introduced the design and implementation of real-time image collection’s control system based on ARM. LPC2132 microcontroller and the sine wave stepping motor driver were adopted in the system. This paper also described the construct of the system, design of hardware, several critical techniques in the development of software of the control system. Key words: ARM; image collection; human-computer interaction; stepping motor 0 引言 OCR（Optical Character Recognition）阅读机是以实时图像采集和图像处理为核心技术的, 主要由送纸机构、扫描主体和接纸机构三部分组成。送纸机构主要功能是搓动纸张，并将纸张传送到扫描主体中；扫描主体的主要功能是采集图像，并将纸张传送到接纸机构中；接纸机构主要功能是装载已经扫描过的纸张。在OCR阅读机中，控制系统的性能直接决定图像采集的速度。本文介绍了一种基于ARM的图像采集通用控制系统的设计方案，这种方案比较稳定、可靠，还大大提高了图像采集的速度。 1 系统结构设计和工作原理图1 OCR阅读机的控制系统部分组成框图本控制系统主要有ARM主控模块、电源模块、信号检测模块、电机驱动模块和显示驱动及按键模块五个部分；ARM控制模块是主控模块；电源模块提供系统中各芯片所需的电

基于单片机的红外测距系统设计-开题报告

武汉大学珞珈学院本科生毕业论文（设计）开题报告论文题目：基于单片机的红外测距系统设计系：电子信息科学系学号： 20100802041 姓名：钱源一、论文选题的目的和意义红外线是不可见光，是电磁波的一种形式，可以用来进行距离的测量，其应用历史可以追溯到上世纪60年代。现代科学技术的发展进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。由于受恶劣的天气、污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有人做过研究，由于采用特殊专用组件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。红外测距的研究就非常有意义了。红外线测距仪指的就是激光红外线测距仪,红外测距仪----用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。在100米以内则超声波测距更有优势,但是超声波测距的距离一般无法测量1米以内,而红外测距则可以这一段距离的不足,而且有着不错的精度,在本课题中研究的就是这一类情况的红外线测距。二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势（1）国内：根据《国内近年来红外光电测距仪的发展情况》，随着国家对外开放政策的实施和测量工作的需要,近年来国内一些光学仪器厂和电子仪器厂分别从瑞典、瑞士和日本等国引进几种红外测距仪组装线,组装测距仪,我国有关工厂和院校近年来也研制出一些产品。由于微处理机在国产测距仪上的应用,大大缩小了仪器的体积,同时也减少了出故障的几率,使得国产测距仪的性能和质量都较过去有很大的提高。在国家“六·五”计划攻关中,常州第二电子仪器厂研制的DCHZ 型多功能红外测距仪就是一个很好的例证。该产品经国家测绘局测绘科学研究所光电测距仪检测巾心进行全面质量鉴定后认为:该仪器外型美观、体积小、重量

(useful-定位)基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统设计

福建电脑 2010年第9期基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统设计江晓飞，王英俊，王武，蔡逢煌（福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108）【摘要】：研究设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统。该系统通过待定位点发射红外信号和超声波信号到达各个参考节点的时间差计算出待定位点到达参考点的距离，再通过三点定位法计算出待定位点的坐标信息。文章介绍了ZigBee技术，TDOA定位原理，设计了红外传感器、超声波传感器的发射、接收模块，主芯片hc9s12dg128外围接口电路，并完成了相关的软件设计。【关键词】：ZigBee，无线传感器网络，TDOA,三点定位 0、引言定位通常是指确定地球表面某种物体在某一参考坐标系中的位置，它能为导航提供信息。在无线传感器网络中，节点所采集到的数据，（如温度，湿度等）必须与测量坐标系内的位置结合，所采集的信息数据才有意义。在智能机器人研究中，定位为导航提供基础和保障。当今使用最广泛，也是最成熟的定位技术是全球定位系统（GPRS，Global Positioning System），它能在全球范围内全天候地进行定位，具有定位精度高，抗干扰能力强等特点[1]，但是它适用于无遮挡的室外环境，无法满足室内定位的需要。无线传感器网络融合了网络通信技术，微机电系统机技术和传感器技术，是当前国际上备受关注、由多学科交叉的一个新兴前沿热点领域[2]。它能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到这些信息的用户.通过建立传感器网络，再将传感器信息发送至PC上位机计算处理可以得到传感器网络区域内的各种信息。目前的定位算法从定位手段上分有两大类：基于测距算法（ranged-based）和非测距算法（range-free）。常用的测距方法包括RSSI（Received Signal Strength Indicator）法、TOA（Time of Arrival）法、TDOA（Time Difference On Arrival）法和AOA（Angle of Arrival）法。非测距的定位算法有DV-hop算法、DV-distance算法、APIT算法、Amorphous算法和质心算法[2],[3]。本文研究基于ZigBee无线传感器网络的室内定位系统，采用红外传感器，超声传感器进行基于测距的TDOA算法.该系统结构简单，可拓展性强。 1、ZigBee技术简介无线传感器网络一般由传感器子节点，终端节点，上位机构成。传感器节点在区域内取得各种信息并通过无线网络传给终端节点，终端节点接收子节点信息并传输给上位机，上位机接收终端节点信息处理显示给用户。无线网络节点间信息的传输通常使用ZigBee 技术。ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要应用于段距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间，尤其适用于传感器。它具有以下特点：数据传输速率低、有效范围小、工作频段灵活、省电、时延短、可靠、成本低、网络容量大[4],[5]。2、TDOA定位原理。不同的信号在空气中的传播速度不同，通过不同传播速度的信号到达的时间差可计算出两点之间的距离。本文使用红外和超声两种信号到达参考点的时间差进行测距。红外信号和超声信号同时从同一点发射，红外信号传播速度快，先到达已知点后开始计时，等超声信号到达已知点后停止计时，这段时间即是两种信号到达的时间差。设两个点之间的距离为s,红外信号传播速度为v1（光速）,到达已知点所需时间为t1，超声信号传播速度为v2（声速）,到达已知点所需时间为t2。两种信号到达同一个参考节点的时间差为t2-t1。 (1) (2) 由于光速为30公里每秒，实验测距范围小于10米，红外信号传播所需时间小于3*10E-8秒，且远小于超声信号传播的时间，在测量精度内可忽略所以(2)式可转化为（3）3、红外、超声传感器原理红外传感器包括了红外发射管和红外接收管。对红外发射管供电就会发射出不可见的红外光。红外接收管对一定频率的红外光敏感，当接收到一定频率的红外光时会引起其信号脚电压的变化。本文将红外接收管的信号脚的高低电平用于控制计时器的开始信号。超声传感器包括超声波发射器T和超声波接收器R。给发射器T提供一定频率的驱动信号，就会向空气 221 *() s v t t ?? 基金项目：福州大学科研资助项目（2009-XQ-05） 13

通信系统规划设计

附件2 第一部分：通信系统设计方案一、系统概述通信网络是一切信息传送的载体，它的设计好坏将直接影响到南海区一期智能交通管理系统的整体建设是否成功。因此，根据南海区智能交通系统一期建设特点，需要考虑采用当前先进的技术，建立整个系统的通信网络，以保证系统高速、稳定、安全的运行。目前，通信网络可以选择有线和无线两种。其中，无线通信又分为很多种，主要有超短波和微波，微波的传输受自然环境影响较大，如：山体、建筑物的遮拦，对微波都有影响。考虑到信息化技术的需要，在佛山市公安局南海分局交通警察大队指挥中心与下面17个中队的分中心及关键节点之间建立一条信息高速公路，将对南海区交通管理的信息化、智能化建设起到促进作用，不仅可以解决目前实时传送图像、实时控制信号等的问题，而且还可以提高整个南海区公安交通管理部门的办公自动化和辅助决策水平。为此，建议在大队指挥中心、中队队部及重要道口等关键节点之间采用光纤传输。平时可以用光纤通道作为主通信通道，传送数据、图像信息（实时图像）。同时，在未来建设中，可考虑采用无线网络作为备份网络，在光纤网出现故障时，作为数据、图像信息的备用通道。此次建设的无线系统主要是为移动警务系统服务，并有部分用作交通流信息检测系统。二、系统设计原则（一）网络的先进性在本方案的设计中，在不降低整个系统性能的基础上，尽可能地利用现有设备和通讯线路，降低网络建设的投资成本，组建先进、可靠、具有升级潜力的业务和办公自动化综合应用网络。总的指导思想是，以高水准、最优化的系统集成方案及一流的网络技术和设备，将南海区交通管理的通信网络建成一个性能先进的、安全的、可靠的、高效的智能化计算机网络系统。整个网络系统除具有技术先进性、安全可靠性、功能可扩展性及操作方便性之外，还需结合南海区智能交通系统规划与建设的实际情况，使整个网络系统具有合理的性能价格比。

无线图像采集系统的设计与实现

0引言视频监控目前已得到广泛的应用，一般采用如下方案：使用具有较高成像质量的CCD(charge-coupled device)传感器摄像头，通过S-VIDEO端子实时传送数据，这种方案需要摄像头与采集端设备连线，同时监控中心需要有较大的存储空间来存储图像与视频片段，还需要电视墙来对不同地点的目标进行实时监控，此方案适合于公共场所的安防和监控，实时性高，但能耗大，成本昂贵。对于需要远程监控的生产环境，例如农业、种植业、畜牧业以及工业厂房的监控，包括动物的异常举动，种植现场环境的突然变化，厂房可疑人员的入侵监控等，上述方案难以满足图像与视频中信息智能处理的需要，而基于嵌入式ARM-Linux的无线图像采集系统成为合适的选择。在802.11无线协议应用经已成熟的前提下，研究的重点在于传感器节点所采用的硬件平台和数据流格式，当前的主流方案包括：①ARM+DSP(digital signal processing)[1]：由ARM 架构CPU(central processing unit)担任传感器节点的总控制角色，利用DSP信号处理芯片的高速处理能力对图像数据进行压缩和相关预处理，该方案适合需要较多数值运算的JPEG (joint photographic experts group)数据流。②FPGA(field-progra-mmable gate array)+视频编解码芯片[2]：利用FPGA的并行处理能力同时传送和处理多组图像与视频数据，由于FPGA的硬件可重写性，该方案适合于在实验阶段进行设计上的查错和优化。③ARM：使用高主频的ARM架构CPU，同时担任中央控制和图像处理的角色。ARM为通用精简指令集架构，具有足够的流水线来应对复杂的逻辑运算，适用于处理逻辑运算量较大的压缩算法，例如PNG格式所采用的Deflate压缩算法，同时，ARM-Linux架构具有成熟的工作基础，固采用方案3设收稿日期：2010-01-10；修订日期：2010-03-09。

基于单片机的红外测距系统设计

武汉大学珞珈学院毕业论文基于单片机的红外测距系统设计

摘要现代科学技术的发展，进入了很多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外光测距。为了实现物体近距离、高精度的无线测量而采用了红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换和显示程序，完成了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用。红外测距的探测距离较短，一般在几十厘米之内，本文介绍的一种基于AT89C52单片机设计的红外测距仪，可以测量距离。首先，在绪论中，介绍了红外线及红外传感器的分类和应用、AT89C52单片机的应用与说明以及MCP3001芯片的简介。其次，阐述了与红外测距的工作原理基本结构，对红外测距传感器也做了详细说明。再次，介绍了红外测距的硬件设计和软件设计。在硬件设计中，介绍了红外测距实现的构想，给出红外测距硬件电路原理图，并说明了红外测距传感器、键盘、A/D转换电路、LCD显示电路工作原理及AT89C52单片机的管脚分配。在软件设计中，说明了整个程序流程及各程序设计的函数。最后，是对整个设计的结论，说明了红外测距实现的可行性。关键词：红外测距 A/D转换实时显示红外线单片机

目录第1章绪论 (1) 1.1 课题研究的背景和意义 (1) 1.2 本课题研究的热点及发展现状 (2) 1.3 本课题研究的目的 (2) 1.4 本课题研究的内容 (3) 第2章红外测距的工作原理与基本结构 (4) 2.1.方案及设计思想： (4) 2.2 红外测距系统的基本结构 (5) 第3章红外测距的硬件设计 (6) 3.1红外收发模块 (6) 3.2 A/D转换模块 (7) 3.3 LCD显示模块 (10) 3.4 AT89C52单片机概述 (11) 3.5整个红外测距系统显示 (13) 第4章红外测距的软件设计 (15) 4.1 程序流程图 (15) 第5章系统软硬件调试 (17) 5.1 硬件调试 (17) 5.2 软件调试 (17) 5.3测试结果绘图 (17) 5.4 调试中遇到的问题 (19) 结论 (20) 参考文献 (21) 附录 (1) 后记 (29)

基于单片机的GPS定位系统设计综述【文献综述】

文献综述电子信息工程基于单片机的GPS定位系统设计综述摘要：本文简要描述了GPS定位系统的应用现状和未来的一个发展趋势以及GPS接收器的一些结构特征。设计了几种基于单片机的GPS的方案，其中考虑到不同方案所具备的各自优势，例如功耗﹑性能﹑价格等等。具体选择哪种方案需要更进一步的斟酌。关键词：GPS；单片机；功耗引言全球定位系统（GPS）是20世纪70年代由美国开始研制，于1994年全面建成，以接收导航卫星信号为基础的非自主式导航与定位系统[1]。随着社会的发展和科学技术的进步，使得我们判别方向和确定距离的能力有了划时代的进步。全球卫星定位系统GPS便是近年以来开打的最具有开创意义的高新技术之一，其全球性﹑全能性﹑全天候性的导航定位﹑定时﹑测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用[2]。经过20多年的研究实践，现在GPS定位的应用已是多种多样。不仅在航天﹑军事﹑科研领域需要涉及到GPS定位，在日常生活中人们也越来越多的感受到GPS定位的重要性。一、GPS的应用现状 GPS业界流行这样一句话，“GPS的应用只受到人们想象力的限制”。目前GPS的民用领域已经包括了陆地运输、海洋运输、民用航空、通信、测绘、建筑、采矿、农业、电力系统、医疗应用、科研、家电、娱乐等多个领域，而大家所熟知的汽车导航也只不过是其中的应用之一。日本的GPS系统车载使用率高达59%，欧美约为25%。中国汽车的GPS系统车载率不到2%。用户迫切的需求造成了巨大的市场空洞，时刻寻找着利润增长点的各大IT厂商也蜂拥而至，或彻底转型或拓展业务，开始抢占这个巨大的蛋糕。不但如此，GPS产业的迅猛发展还同时影响了其他并行产业链的发展，并使其交叠融汇，这也使得大量带有GPS功能的PDA、MP4、相机、手机等手持终端设备成为现今市场上的一大主流[3]。二、GPS的未来前景由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展，美国政府宣布2000年至2006年期间，在保证美国国家安全不受威胁的前提下，取消SA政策，GPS民用信号精度在全球范围内得到改善，利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到20米，这将进一步推动GPS技术的应用，提高生产力、作业效率、科学水平

无线数字数集群系统具体实施方案模板.doc

天一阁·月湖景区无线集群通信指挥系统（设计方案）浙江宝兴智慧城市建设有限公司二○一七年七月

目录 1 项目概述 .................................................... 错误 ! 未定义书签。通信现状 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。集群通信必要性 . ...................................... 错误 ! 未定义书签。信道利用率高 . .................................... 错误 ! 未定义书签。业务功能丰富 . .................................... 错误 ! 未定义书签。系统建成后可实现的功能 . .............................. 错误 ! 未定义书签。数字集群系统的先进性 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 2 项目总体设计方案 ............................................. 错误 ! 未定义书签。设计目标 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。系统组网方案 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。基站建设 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。站点容量计算 . .................................... 错误 ! 未定义书签。站点部署示意图 . .................................. 错误 ! 未定义书签。系统规划 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。系统特点及功能介绍 . .................................. 错误 ! 未定义书签。基本业务功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。移动性管理 . .............................. 错误 ! 未定义书签。安全功能 . ................................ 错误 ! 未定义书签。基本话音业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。基本数据业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。有线调度功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。语音调度功能 . ............................ 错误 ! 未定义书签。基本业务功能 ......................... 错误 ! 未定义书签。多选呼叫 . ............................ 错误 ! 未定义书签。用户监听 . ............................ 错误 ! 未定义书签。强插 / 强拆 . ........................... 错误 ! 未定义书签。遥晕 / 复活 . ........................... 错误 ! 未定义书签。在线检测 . ............................ 错误 ! 未定义书签。呼叫提醒 . ............................ 错误 ! 未定义书签。会议 . ................................ 错误 ! 未定义书签。遥毙 . ................................ 错误 ! 未定义书签。短信管理 . ................................ 错误 ! 未定义书签。紧急告警 . ................................ 错误 ! 未定义书签。录音回放 . ................................ 错误 ! 未定义书签。报表查询 . ................................ 错误 ! 未定义书签。数字系统网管系统 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 3 系统设备介绍 ................................................ 错误 ! 未定义书签。单基站示意图 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。信道机 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。产品描述 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。技术规格 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。合路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。分路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。双工器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。室外全向天线 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。手持终端 PD680 ....................................... 错误 ! 未定义书签。

红外测距传感器的工作原理及使用

光电检测技术与应用论文题目：红外测距传感器的工作原理及使用院系：机电工程学院班级：测控xxxx 完成日期：2017/5/6 小组：第x组小组成员：xxxxxxxxxx 红外测距传感器的工作原理及使用摘要：利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。关键字：光电检测技术、智能车、测距、红外测距传感器、单片机一、引言光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点，在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。

二、光电检测技术的概念光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高测系统输出信号的信噪比。光电检测技术的系统机构比较简单，分为信号的处理器，受光器，光源。在实际检测过程中，受光器在获得感知信号后，就会被反映为不同形状、颜色的信号，同时根据这些器件所处在的不同位置，就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光，例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展，光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后，会以不一样的方式触摸这些被检测物中，直到照射到检测系统中的受光器中，同时受光器在此刺激下，会产生一定量的电流，这就是我们常说的光敏性的原件，实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。三、光电检测技术的应用智能车方面的应用、家庭扫地机器人方面的应用:利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。四、常用光电检测器件：红外测距传感器原理：其输出为电压数值，通过公式L?=?(6762/(9-X))-4可计算出小车与障碍物之间的距离。

定位系统的设计与实现知识分享

定位系统的设计与实现本文实现的定位系统针对室外环境及办公室环境的实现的定位应用，通过对场景中人员、物品进行定位，方便用户对目标的实时监测和管理。上位机开发环境为MFC (Microsoft Foundation Classes)，它是一个微软公司提供的类库，以C++类的形式封装了Windows API ，并且包含一个应用程序框架，以减少应用程序开发人员的工作量。其中包含的类包含大量Windows 句柄封装类和很多Windows 的内建控件和组件的封装类。它的详细介绍在这里就不赘述了。下面对本定位系统的具体实现过程进行比较详细的描述。 1.1 定位系统结构定位系统拓扑结构图如图1-1所示。其实际场景应用可以参考图1-2。 Anchor 图1-1 定位系统拓扑结构图 ANCHOR 串口代理传输测距结果图1-2 实际应用场景图本拓扑中有三种功能不同类型的节点：主锚节点、从锚节点、目的节点。其

中主锚节点和从锚节点是一类已知自身位置坐标信息的固定节点，它们的任务是获取包含距离信息以及信号强度值的数据包。目的节点是可以自由移动的节点，可以在一定范围内自由移动，定位系统的最终目的就是获取该类节点位置的坐标信息；从锚节点负责发起测距请求，将测距信息发往目的节点，得到从锚节点与目的节点的距离信息以及信号强度信息，并将该信息发往主锚节点。主锚节点在整个系统中起着至关重要的作用，首先它要响应上位机发出的命令，确定要定位的目标，并发出指令，命令从锚节点对目标节点进行测距；其次主锚节点不仅要获取自身与目标节点的距离信息以及信号强度信息，还需要协调控制三个从锚节点，接受从锚节点发回的测距信息；最后主锚节点负责并将这些信息送还给上位机软件处理。目的节点实时监测是否有定位请求并配合锚节点测出响应的距离信息以及信号强度信息；本定位系统主要包括四大块：硬件节点、硬件节点软件、上位机监测软件以及显示模块。每一部分设计都有其特殊性，硬件节点为系统提供了定位所需的硬件平台，是信息采集的基础,第三章已经详细介绍其性能，这里不再赘述。硬件节点软件主要完成了节点间的链路建立和数据采集与传输。上位机软件首先通过有线方式(使用串口)接收由定位硬件节点采集到的相关信息，然后对所采集的定位信息进行处理，最后选用合适的定位算法，计算出目标节点在该参考系的坐标。显示模块负责动态显示节点定位效果，免去人工思考数字坐标所代表的具体意义，是定位软件人性化设计的一个体现。图1-3为系统整体程序流程图；图1-3系统整体程序流程图下面分别详细介绍余下的三个模块。

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现雷地球, 罗海勇, 刘晓明（中国科学院计算技术研究所, 普适计算研究中心, 北京 100190）摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP的RSSI设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统，基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。关键词:接收信号强度；无线室内定位；射频指纹；Android操作系统 Design and Implement an Indoor Location System based on WiFi Lei Diqiu, Luo Haiyong, Liu Xiaoming (Pervasive Computing Research Center, Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China) Abstract: This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system. Key words: Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System 1.引言位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。目前全球定位系统（GPS，Global Positioning System）是获取室外环境位置信息基金资助：国家自然基金(60873244、60973310、60772070)、北京自然基金(4102059) 联系作者：雷地球，E-mail：leidiqiu@https://www.wendangku.net/doc/2018265316.html, 的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式[1]在紧急救援和各种基于位置服务（LBS，Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS的有力补充。一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位