基于WI-FI的宽动态无线网络摄像机设计与实现

摘要

随着人们安防意识的不断提高和相关技术的迅速发展，监控摄像机正朝着高清化、智能化发展。本文基于TI Davinci DM368和宽动态CMOS图像传感器AR0331设计了一款清晰度高达1080P高清WI-FI无线宽动态网络摄像机。
　　系统图像采集端采用了Aptina公司支持宽动态功能的高清CMOS图像传感器AR0331，在AR0331中通过两次曝光和ALTM技术完成宽动态功能，然后数据通过通用的RAW数据接口输入到DM368，完成视频的压缩编码和自动曝光自动白平衡控制。最后通过USB接口的WI-FI模块把数据传输到Internet上，实现无线视频监控的功能。
　　本文首先基于TI Davinci方案设计出系统硬件和软件架构。然后详细设计了系统硬件，包括电源模块、最小系统及其相关外围接口、图像传感器接口模块、WI-FI接口模块和PCB的设计，并重点对PCB中的高速信号设计做了仿真，通过阻抗匹配和差分走线对PCB的高速信号进行优化。在充分考虑了系统质量、开发周期以及硬件成本的基础上通过对比不同型号芯片的价格和性能对芯片选型进行优化。
　　然后在IPNC架构的基础上进行WI-FI驱动程序、WI-FI的配置及远程启动策略的设计。基于AR0331图像传感器的两次曝光和ALTM的宽动态实现原理，进行图像传感器驱动程序的设计，主要包含时序的实现和宽动态效果的实现。最后给出了系统的测试结果，主要包含系统运行状况、系统低照度情况、WI-FI传输下视频的流畅度以及图像的宽动态效果对比。
　　结果表明，本系统设计低照度图像质量良好、无线传输视频流畅、宽动态效果明显，达到了预期的要求。

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第1章 绪论

1.1课题来源

1.2课题研究背景及意义

1.3网络摄像机国内外发展现状及趋势

1.4无线宽动态网络射线机的关键技术

1.5论文的研究内容

第2章 基于DM368的宽动态无线网络摄像机设计

2.1基于DM368的硬件系统平台方案

2.2基于Linux的视频监控软件系统方案

2.3本章小结

第3章 基于WI-FI的宽动态无线网络摄像机硬件平台设计

3.1电源模块设计

3.2最小系统设计

3.3宽动态图像传感器接口设计

3.4 WI-FI接口设计

3.5 PCB板的设计

3.6本章小结

第4章 WI-FI和宽动态传感器驱动设计

4.1 Linux下设备驱动程序的工作原理

4.2 WI-FI传输的设计与实现

4.3宽动态Sensor驱动的设计与实现

4.4本章小结

第5章 系统实验结果

5.1无线网络下的视频延时及流畅度

5.2反映电源质量的图像低照度

5.3图像宽动态

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录1（攻读学位期间发表论文目录）