本文關鍵詞：無線傳感網圖像采集及傳輸系統(tǒng)的研究

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【摘要】：無線傳感網絡通過協(xié)作網絡內的傳感器工作,實時采集網絡范圍內的各種環(huán)境參數(shù),對獲得的諸如溫度、濕度、壓力、光強度等簡單信息進行分析、處理,進而得到某些規(guī)律特征,獲取詳盡而準確的信息。在社會生活水平日益提高的背景下,簡單信息的獲取已經不能滿足人們對于無線傳感網絡的應用要求,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絡中顯得尤為迫切并且具有重大的現(xiàn)實意義。本系統(tǒng)采用將圖像采集節(jié)點、無線網關節(jié)點以及遠程服務器聯(lián)合組成的一多層次網絡架構。其中,無線傳輸部分通過采用Zig Bee近距離傳輸技術與3G遠程傳輸技術相結合的方式,既實現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的實時傳輸又滿足了整個系統(tǒng)的低功耗需求。采集節(jié)點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。無線傳感網選用對等網絡結構,采用Zig Bee協(xié)議并結合靜態(tài)路由算法組網。這一組網方式相對簡單且提升了傳輸?shù)目煽啃�。各采集�?jié)點的圖像數(shù)據(jù)最終匯聚到網關節(jié)點,再由3G網關節(jié)點通過TCP/IP協(xié)議,經WCDMA網絡與數(shù)據(jù)服務器進行遠距離無線通信,最后可在線從網頁端查看采集到的圖片。系統(tǒng)主要包括無線傳感網圖像采集及傳輸系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序設計。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動程序、Zig Bee模塊的通信程序、3G模塊的通信程序以及服務器端的軟件設計。最后經對系統(tǒng)各個模塊的測試,結果表明系統(tǒng)穩(wěn)定運行,能夠滿足在無線傳感網絡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,可推廣應用于林場監(jiān)測、大棚種植監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等。
【關鍵詞】：STM32 Zig Bee技術 OV2640 3G通信
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 無線傳感網絡的發(fā)展及現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 圖像傳輸技術的發(fā)展及現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要內容和章節(jié)安排11
• 1.4 本章小結11-12
• 第二章 系統(tǒng)相關理論和技術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網絡相關技術13-16
• 2.2.1 Zig Bee網絡簡介13
• 2.2.2 Zig Bee技術特點13-14
• 2.2.3 Zig Bee網絡結構及Zig Bee協(xié)議棧14-15
• 2.2.4 Zig Bee網絡拓撲15-16
• 2.3 3G網絡相關技術16-18
• 2.3.1 3G概述16-17
• 2.3.2 WCDMA無線接入結構17
• 2.3.3 WCDMA網絡應用組網方案17-18
• 2.4 本章小結18-19
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設計19-30
• 3.1 系統(tǒng)核心控制器件19-20
• 3.2 采集模塊電路設計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)字攝像頭接口22-23
• 3.3 Zig Bee模塊電路設計23-26
• 3.3.1 CC2530芯片介紹23-24
• 3.3.2 CC2530工作電路設計24
• 3.3.3 CC2591芯片介紹24-26
• 3.4 3G模塊電路設計26-29
• 3.4.1 3G模塊介紹26-27
• 3.4.2 3G模塊硬件電路設計27-29
• 3.5 本章小結29-30
• 第四章 系統(tǒng)的軟件設計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 圖像采集模塊的實現(xiàn)32-35
• 4.2.1 SCCB總線控制32-33
• 4.2.2 圖像采集軟件實現(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)議的軟件實現(xiàn)39-40
• 4.4.3 串口通信的軟件實現(xiàn)40
• 4.4.4 Zig Bee組網實現(xiàn)40-43
• 4.5 3G模塊軟件實現(xiàn)43-48
• 4.5.1 網關節(jié)點的協(xié)議轉換原理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)服務器端軟件設計48-55
• 4.6.1 服務器軟件總體架構49-50
• 4.6.2 網絡服務器數(shù)據(jù)接收程序設計50-51
• 4.6.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設計51-53
• 4.6.4 網頁端程序設計53-55
• 4.7 本章小結55-56
• 第五章 系統(tǒng)的調試與測試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 網絡連接測試58-60
• 5.3.2 網絡穩(wěn)定性測試60
• 5.4 系統(tǒng)整體測試60-61
• 5.5 本章小結61-62
• 第六章 總結和展望62-63
• 6.1 全文總結62
• 6.2 工作展望62-63
• 附錄A 電路原理圖63-65
• 附錄B 實物照片65-66
• 附錄C 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文66-67
• 參考文獻67-69

【參考文獻】

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本文編號：997846