本文關(guān)鍵詞：無線傳感網(wǎng)圖像采集及傳輸系統(tǒng)的研究

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【摘要】：無線傳感網(wǎng)絡(luò)通過協(xié)作網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳感器工作,實(shí)時采集網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù),對獲得的諸如溫度、濕度、壓力、光強(qiáng)度等簡單信息進(jìn)行分析、處理,進(jìn)而得到某些規(guī)律特征,獲取詳盡而準(zhǔn)確的信息。在社會生活水平日益提高的背景下,簡單信息的獲取已經(jīng)不能滿足人們對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用要求,而圖像包含著豐富信息,并且是人們獲取客觀世界信息的主要來源�；谶@樣的需求,因而將圖像信息引入到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中顯得尤為迫切并且具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本系統(tǒng)采用將圖像采集節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以及遠(yuǎn)程服務(wù)器聯(lián)合組成的一多層次網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中,無線傳輸部分通過采用Zig Bee近距離傳輸技術(shù)與3G遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)相結(jié)合的方式,既實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸又滿足了整個系統(tǒng)的低功耗需求。采集節(jié)點(diǎn)包含圖像采集模塊及無線傳輸模塊,采集模塊部分選用STM32作為中央處理器,控制CMOS攝像頭OV2640采集圖像,并將壓縮后的JPEG數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送出去。無線傳感網(wǎng)選用對等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用Zig Bee協(xié)議并結(jié)合靜態(tài)路由算法組網(wǎng)。這一組網(wǎng)方式相對簡單且提升了傳輸?shù)目煽啃浴８鞑杉?jié)點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)最終匯聚到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),再由3G網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過TCP/IP協(xié)議,經(jīng)WCDMA網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線通信,最后可在線從網(wǎng)頁端查看采集到的圖片。系統(tǒng)主要包括無線傳感網(wǎng)圖像采集及傳輸系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)。硬件電路部分主要包括Zig Bee模塊CC2530電路、射頻前端CC2591電路以及3G模塊EM770W電路。軟件部分則包含了采集模塊攝像頭驅(qū)動程序、Zig Bee模塊的通信程序、3G模塊的通信程序以及服務(wù)器端的軟件設(shè)計(jì)。最后經(jīng)對系統(tǒng)各個模塊的測試,結(jié)果表明系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,能夠滿足在無線傳感網(wǎng)絡(luò)下的圖像采集及傳輸要求。本系統(tǒng)相較于其他傳統(tǒng)的圖像采集傳輸系統(tǒng),具有監(jiān)測范圍大,功耗低,成本低廉的特點(diǎn),可推廣應(yīng)用于林場監(jiān)測、大棚種植監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等。
【關(guān)鍵詞】：STM32 Zig Bee技術(shù) OV2640 3G通信
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 課題研究目的及意義9
• 1.2 課題研究背景9-11
• 1.2.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 圖像傳輸技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排11
• 1.4 本章小結(jié)11-12
• 第二章 系統(tǒng)相關(guān)理論和技術(shù)12-19
• 2.1 系統(tǒng)框架12-13
• 2.1.1 系統(tǒng)組成12
• 2.1.2 系統(tǒng)流程12-13
• 2.2 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)13-16
• 2.2.1 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)簡介13
• 2.2.2 Zig Bee技術(shù)特點(diǎn)13-14
• 2.2.3 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及Zig Bee協(xié)議棧14-15
• 2.2.4 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>15-16
• 2.3 3G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)16-18
• 2.3.1 3G概述16-17
• 2.3.2 WCDMA無線接入結(jié)構(gòu)17
• 2.3.3 WCDMA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用組網(wǎng)方案17-18
• 2.4 本章小結(jié)18-19
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)19-30
• 3.1 系統(tǒng)核心控制器件19-20
• 3.2 采集模塊電路設(shè)計(jì)20-23
• 3.2.1 OV2640模塊介紹20-21
• 3.2.2 OV2640引腳端口21-22
• 3.2.3 數(shù)字?jǐn)z像頭接口22-23
• 3.3 Zig Bee模塊電路設(shè)計(jì)23-26
• 3.3.1 CC2530芯片介紹23-24
• 3.3.2 CC2530工作電路設(shè)計(jì)24
• 3.3.3 CC2591芯片介紹24-26
• 3.4 3G模塊電路設(shè)計(jì)26-29
• 3.4.1 3G模塊介紹26-27
• 3.4.2 3G模塊硬件電路設(shè)計(jì)27-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)30-56
• 4.1 圖像采集模塊軟件概述30-32
• 4.1.1 圖像采集模塊軟件開發(fā)平臺30
• 4.1.2 STM32固件庫介紹30-32
• 4.2 圖像采集模塊的實(shí)現(xiàn)32-35
• 4.2.1 SCCB總線控制32-33
• 4.2.2 圖像采集軟件實(shí)現(xiàn)33-35
• 4.3 Zig Bee模塊軟件概述35-38
• 4.3.1 Tiny OS系統(tǒng)簡介35-36
• 4.3.2 nes C語言介紹36-38
• 4.3.3 Zig Bee模塊軟件開發(fā)平臺38
• 4.4 Zig Bee模塊軟件實(shí)現(xiàn)38-43
• 4.4.1 硬件的啟動38-39
• 4.4.2 無線通訊協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)39-40
• 4.4.3 串口通信的軟件實(shí)現(xiàn)40
• 4.4.4 Zig Bee組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)40-43
• 4.5 3G模塊軟件實(shí)現(xiàn)43-48
• 4.5.1 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的協(xié)議轉(zhuǎn)換原理43-44
• 4.5.2 3G模塊軟件主程序44-45
• 4.5.3 3G模塊通信程序45-48
• 4.6 系統(tǒng)服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)48-55
• 4.6.1 服務(wù)器軟件總體架構(gòu)49-50
• 4.6.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)50-51
• 4.6.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)51-53
• 4.6.4 網(wǎng)頁端程序設(shè)計(jì)53-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 第五章 系統(tǒng)的調(diào)試與測試56-62
• 5.1 圖像采集測試56
• 5.2 Zig Bee模塊測試56-58
• 5.2.1 Zig Bee組網(wǎng)測試56
• 5.2.2 數(shù)據(jù)傳送測試56-58
• 5.3 3G模塊測試58-60
• 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)連接測試58-60
• 5.3.2 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性測試60
• 5.4 系統(tǒng)整體測試60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)和展望62-63
• 6.1 全文總結(jié)62
• 6.2 工作展望62-63
• 附錄A 電路原理圖63-65
• 附錄B 實(shí)物照片65-66
• 附錄C 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：997846