GPRS无线图像传输系统

GPRS无线图像传输系统

汇报人付麦霞信息科学与工程学院2008年10月河南工业大学校级科研基金工程汇报的主要内容工程的研究意义工程的研究目标工程的研究内容和研究结果〔重点〕工程运用的关键技术，解决的关键问题工程的创新点工程的经济和社会效益分析工程经费使用情况工程研究成果〔发表论文〕工程的研究意义本课题研究一种新的无线图像传输方式---基于GPRS的无线图像传输。使用GPRS技术，不仅提高了图像传输性能，而且大大降低了系统的建设和运行本钱。因此可以使得智能终端广泛应用于各个领域：如电力、环保、水文、气象、交通、市政、金融、远程无线监控等领域，为国家的经济建设效劳。工程的研究目标通过在已有无线传输平台上增加适当的控制电路和存储电路，改善无线图像传输系统控制的灵活性，使监控中心不仅能够通过终端实时采集监控现场图像，而且能够通过终端查询终端存储的监控现场历史图像。为了减少图像传输时的GPRS流量，研究基于特征的图像处理和压缩算法。图像传输时只传输图像中的动态信息，压缩掉图像中的静态信息〔背景信息〕，在监控中心再将动态信息与静态信息合并成完整的图像，这样就可以大大减少图像传输的GPRS流量。工程的研究内容和研究结果硬件摄象头：C328-7640数字摄像头图像采集模块：VC312〔武汉万德公司〕GPRS通信模块：EG-200T〔深圳〕控制机：基于AT89C51单片机研制〔重点〕USB存储模块：采用西安达泰公司的USB118系列嵌入式U盘读写模块研制工程的研究内容和研究结果控制机控制机局部的设计在整个终端硬件设计中最为重要，所有其它的功能模块，如GPRS和图像采集、存储模块都由控制机控制。控制机同时还要负责与控制中心的通信。本局部采用两个AT89C51单片机综合完成对终端控制的任务,两个单片机通过一个握手信号及RAM来通信。A机主要任务是通过GPRS与控制中心通信，及通过串口与VC312图像采集卡通信。B机主要任务是完成图像的U盘存储，实现图像的存档功能，以供控制中心的存档图像查询。工程的研究内容和研究结果控制机〔数据存储器扩展电路〕数据存储器扩展的电路如下图，RAM选用常用的62256芯片，62256是32K字节的8位数据宽度的静态RAM，锁存器采用74HC373芯片。在RAM前端加上8位双向总线收发器74245，起到提高总线的驱动能力，而且在62256非选通时起到隔离作用。当单片机访问62256时，先通过P0口输出低8位地址到74373中进行锁存，再通过P2口输出高8位地址，这样就确定了所要访问的地址单元。根据WR和RD控制线，确定是从所选地址单元读数据还是向地址单元中写入数据，数据通过P0口传输。工程的研究内容和研究结果控制机〔A机和B机握手电路〕因为A机把图像存储和读取任务交给了B机，所以在A机需要图像存储和读取时，有一个A机和B机通信的问题，在本设计中使用了两个握手信号来实现。分别把它们的P3.2和P3.3两个管脚相连，在需要存储图像时，A机就给P3.3一个高电平信号，通知B机存储RAM中的图像；而要读取U盘中的图像时，给P3.2一个高电平信号，并把所要查看的图像序号送到RAM指定的单元里，B机再从此单元中获知要查看的图像序号，再把对应的图像从U盘中读出送入RAM里，以供A机读取。

工程的研究内容和研究结果基于VC312的图像采集模块设计

基于VC312的图像采集模块硬件电路很简单，因为VC312的串口为TTL电平，只要把它和单片机的串口相接即可。电路图如下图。工程的研究内容和研究结果GPRS通信模块设计GPRS通信模块的设计是系统设计的核心，这局部要完成图像的无线传输。设计采用GPRS无线嵌入式TCP/IP协议转换器EG-200T工程的研究内容和研究结果GPRS通信模块——EG-200TAT+EMD设置查询运行方式AT+ESW设置查询远程地址类型AT+EPT设置查询传输协议类型AT+EBR设置查询串口波特率AT+EPR设置查询串口校验方式AT+ERA设置查询远程IP地址AT+ERP设置查询远程端口AT+ELP设置查询本地端口ATD拨号命令ATF恢复模块缺省设置EG-200T指令工程的研究内容和研究结果EG-200T与控制机〔A机〕的接口电路工程的研究内容和研究结果USB存储模块设计由于RAM存储器的容量相对较小，所存信息具有掉电易失性等特点，因此在系统设计中增加了嵌入式U盘存储模块，用于保存图像。这样，系统的存储容量得到大大的提高，同时也保证了数据的平安性。设计中采用西安达泰公司的USB118系列嵌入式U盘读写模块作为接口。单片机B机和USB118是串口传输数据，而USB118变串口为USB口，和U盘是USB口传输数据。硬件电路的设计非常简单，因为USB118模块的串口是TTL电平，所以无需转换，直接与单片机的串口相连。接口控制命令略。工程的研究内容和研究结果软件系统客户端软件：运行于单片机控制中心软件〔效劳器软件〕：运行于PC机功能：AT指令通信图像的接收、显示、存储操作的数据库管理提供了一个基于特征的图像处理和压缩平台〔用于在PC机上仿真图像处理、图像压缩、图像解压缩〕工程的研究内容和研究结果监控中心软件工程的研究内容和研究结果监控中心软件〔图像压缩和处理PC模拟平台〕工程的研究内容和研究结果客户端软件〔运行于单片机〕实时拍照子程序定时拍照子程序图像保存子程序图像传输子程序GPRS内嵌UDP协议栈的缓存区有限，假设串口写入速率远高于GPRS传输速率，协议栈将会丧失数据。为保证数据传输的可靠性，必须进行流控制。设计中采用了数据分包法。该方法将图像文件先打成假设干个小数据包，逐个写入串口，由GPRS模块发送。监控中心的效劳器端接收完一个数据包后返回应答帧，GPRS模块再发下一个数据包。假设超时还未返回应答帧，那么重发上一个数据包。此法牺牲了一定时间，但很好地保证了图像传输的可靠性工程运用的关键技术，解决的关键问题

关键技术单片机技术USB技术数字图像处理技术解决的关键问题

终端采集图像的USB存储和调出控制中心对终端的主动式控制和操作基于特征的图像处理和压缩算法工程的创新点

在原有无线传输系统的根底上，在终端增加了控制系统和存储系统，使监控中心既能够实时从终端获取图像，也能够从终端获取终端存储的历史图像。这是本工程硬件上的创新点。为了减少图像传输的GPRS流量，开发了基于特征的图像处理和压缩算法，使传输的图像比原始图像压缩了60%-70%。工程的经济和社会效益分析