面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)的嵌入式聲像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、聲信號(hào)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(jìn)行相關(guān)的研究和開發(fā)。比如利用圖像信號(hào)來識(shí)別目標(biāo),利用聲信號(hào)檢測橋梁的損壞程度。本文的研究的重點(diǎn)是結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)和嵌入式技術(shù),開發(fā)聲信號(hào)和圖像的采集系統(tǒng),然后在這個(gè)硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)的應(yīng)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(luò)是由TI公司推出的最新的ZigBee2007/PRO網(wǎng)絡(luò),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(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的短距離的無線通信。本文研究的一個(gè)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)終端采集節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的串口無線透傳。終端節(jié)點(diǎn)采集上的微處理器控制聲信號(hào)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(luò)協(xié)調(diào)器上。網(wǎng)絡(luò)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(luò)協(xié)調(diào)器上的處理器,整個(gè)過程相當(dāng)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(diǎn)主要的任務(wù)是完成聲信號(hào)的采

3、集和無線傳輸,通過微音拾音器獲取聲音信號(hào),然后聲信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路后最后通過AD轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的聲信號(hào)數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器上。終端設(shè)備是一個(gè)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(hào)的實(shí)時(shí)采集和發(fā)送。本文給出終端采集節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)硬件設(shè)計(jì)方案和軟件實(shí)現(xiàn)方法,并最終完成PCB板的制作。
　　 網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)視頻圖像的各種格式的編解碼。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器移植嵌入式Linux系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)采集圖像的JPEG解碼以及H.264編碼。最后,在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)聲信號(hào)和圖像信號(hào)的socket傳輸。
　　 在實(shí)際的系統(tǒng)調(diào)試中,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡(luò)下的采集終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的聲信號(hào)傳輸,在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器上完成USB圖像采集、LCD顯示和H.264編碼。