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基于S3C2440的音视频采集系统设计及其应用研究

作　者: 彭志辉
导　师: 苏娟
学　校: 湖南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: S3C2440 被动式红外感应 OV9650 UDA1341TS 嵌入式系统
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要


本文以野生动物保护为研究背景，设计一款基于S3C2440的音、视频采集系统。采用被动式红外感应的方法侦测野生动物和偷猎者，对现场实时拍照、录像，并通过GPRS无线网络发送MMS、SMS信息予以提示；应用Linux操作系统，嵌入S3C2440A高性能ARM9微处理器以满足系统需求。针对野生动物生存环境（野外、多干扰、电源不稳定等）做了详细的分析，确定系统的整体功能框架。硬件方面主要工作有：（1）通过太阳能充电电池和干电池的无缝切换电路设计，解决系统长期在野外运行的能源需求；（2）采用直流电机驱动电路控制滤光片并配合红外LED灯，以满足白天黑夜全天工作的需求；（3）采用LHI968红外传感器和PIC16F684微型单片机构成的红外感应模块，有助于提高系统的抗干扰能力并使得感应灵敏度可调；（4）完成图像、语音采模块电路设计，实现对现场音视频数据采集。软件方面主要工作有（：1）阐述ARM嵌入式交叉开发平台的搭建方法和linux设备驱动程序架构；（2）引入信量号和等待队列机制，优化系统资源调度，重点设计并实现OV9650图像传感器、UDA1341TS语音处理器在linux系统中的驱动程序，为应用层的音、视频软件处理提供了获取原始声、图数据的调用接口；（3）给出了整个系统应用层的软件流程图。本设计兼顾了系统运行的环境和应用成本，旨在为自然保护区、野生动物繁殖示范基地提供一个合适的嵌入式系统侦测平台，具有较大的经济价值和实用价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外野生动物监测研究现状  10-11
  1.3 研究内容  11-12
  1.4 论文组织结构  12-14
第2章 音视频采集系统整体设计方案  14-19
  2.1 系统需求分析  14
  2.2 系统的硬件平台选型  14-16
  2.3 系统的软件开发平台选型  16-17
  2.4 系统总体框架  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第3章 系统硬件电路设计  19-29
  3.1 干电池与太阳能充电电池切换电路设计  19-20
  3.2 电机正、反转控制电路设计  20-21
  3.3 红外感应模块设计  21-23
    3.3.1 红外探测原理  21-22
    3.3.2 红外信号处理模块电路设计  22
    3.3.3 PIC 单片机处理红外信号的软件设计  22-23
  3.4 图像采集电路设计  23-26
    3.4.1 图像传感器选择  23-24
    3.4.2 OV9650 与 S3C2440 摄像头接口的连接电路  24-26
  3.5 音频数据采集电路设计  26-28
    3.5.1 IIS 总线协议分析  26-28
    3.5.2 音频接口电路设计  28
  3.6 本章小结  28-29
第4章 嵌入式开发平台搭建  29-37
  4.1 嵌入式产品开发基本流程  29
  4.2 目标板与宿主机交叉开发环境的构建  29-35
    4.2.1 嵌入式 bootloader 的结构与移植分析  29-31
    4.2.2 linux 系统内核定制裁剪、编译  31-33
    4.2.3 根文件系统的制作  33-34
    4.2.4 nfs 起根文件系统  34-35
  4.3 linux 下应用程序、驱动程序的调试方法  35-36
  4.4 本章小结  36-37
第5章 音、视频采集驱动程序设计  37-71
  5.1 linux 下设备驱动程序概述  37-38
  5.2 COMS 图像采集驱动程序设计  38-51
    5.2.1 摄像头接口工作原理  38-40
    5.2.2 linux 字符设备框架  40-41
    5.2.3 OV9650 字符型驱动程序实现  41-51
  5.3 UDA1341 音频驱动程序设计  51-67
    5.3.1 音频接口工作原理  51-52
    5.3.2 UDA1341TS 内部功能及其 L3 接口分析  52-54
    5.3.3 音频驱动程序实现  54-67
  5.4 音、视频数据在应用层的处理  67-69
  5.5 系统整体应用程序流程  69-70
  5.6 本章小结  70-71
第6章 系统测试  71-78
  6.1 电源模块测试  71-72
  6.2 光敏电阻控制直流电机正、反转测试  72
  6.3 红外感应模块测试  72-74
  6.4 音、视频驱动程序测试  74-78
总结与展望  78-80
  总结  78-79
  展望  79-80
参考文献  80-83
致谢  83-84
附录A（攻读学位期间发表的学术论文）  84-85
附录B（OV9650 工作的一组参数值）  85

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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