基于射频技术的图像采集系统的研究与开发设计

摘要

针对医疗无线监护设备的现状及特点，为了满足少数医护人员对多名病人可视监护的需求，以及减少医护人员与病人的接触，对有效阻断SARS、炭疽、禽流感等烈性传染病传播可以起到辅助监控作用的需要，作者围绕有关课题研究展开工作，设计并开发了一种基于射频技术的图像采集系统，即无线图像采集系统。该系统以图像采集技术与新兴ZigBee技术相结合组成短距离、低功耗、低成本的无线图像采集系统为特点和创新。
　　 本文依据电路的基本理论与设计方法，从研究图像压缩、射频通信技术的基本理论以及分析ZigBee无线网络的组网原理出发，首先提出了无线图像采集系统的框架结构和总体设计方案；然后在完成图像传感器OV7620、图像压缩芯片ZR3606、微控制器STK6031、FIFO数据缓冲芯片AI440B和射频芯片CC2430等芯片外围电路及它们之间的接口设计之后，论述了无线图像采集系统接收端和发送端的硬件电路设计思想与原理；在此基础上，按照模块化的思想进行软件设计，给出了系统中主控模块、图像采集与压缩模块、射频通信模块、USB接口模块的工作流程图及部分源代码，并在系统软件中完成以上芯片的初始化、射频芯片CC2430应用程序的开发及其通信程序的室内通信测试和CH372与PC机的通信程序测试。最后在深入分析基于ZigBee协议的无线网络的基础上，结合图像采集系统及其应用场所的特性，确定了以网络协调器为中心的星型网络拓扑结构的组网方案。整个系统实现了将现场采集的图像数据通过无线射频技术传送到监控中心的目标。
　　 该系统具有成本低、功耗低、性能稳定等优点，其设计思想与方法，在诸如工业监控、环境监测、空间探索、交通和仓储管理、边防控制、智能地雷等其它领域同样有着非常广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景与课题的提出

1.2 课题研究现状

1.3 论文研究内容及论文结构

第二章 无线射频技术的理论基础与JPEG压缩算法

2.1 无线射频技术的理论基础及射频芯片选型

2.2 JPEG压缩算法

2.3 小结

第三章 图像采集系统的总体结构及硬件电路的设计与实现

3.1 系统总体结构以及工作流程

3.2 图像采集发送端部分

3.3 图像采集接收端部分

3.4 系统电源部分设计

3.5 小结

第四章 图像采集系统的软件开发

4.1 系统软件的总体流程

4.2 图像采集发送端的软件开发

4.3 图像采集接收端的软件开发

4.4 通信部分性能测试及防干扰分析

4.5 小结

第五章 基于ZigBee协议的无线网络组网与分析

5.1 IEEE 802.15.4协议与ZigBee的体系结构

5.2 ZigBee网络体系与拓扑结构

5.3 ZigBee组网技术与网络协议

5.4 小结

第六章 结束语

参考文献

致谢

附录