视频图像感知系统的硬件设计

2022-09-11

一、系统功能

本文所述的视频图像感知系统中数据交换

采用基于物联网的嵌入式智能网关通信方式, 对算法进行重构与优化, 降低算法设计与实现的复杂度。硬件设计采用基于DSP和ARM的硬件组合结构, 在保证图像传输质量的基础上, 减少视频数据细节的丢失, 并充分考虑目标阴影的干扰, 解决夜间光线较弱的情况下目标的检测识别。

二、系统构成

本文设计的视频图像感知系统从硬件角度看, 由四大部分组成:位于最底层的传感器采集节点、中间的路由节点、将数据传送到PC机的协调器节点以及PC机几个平台。系统框图如图1所示:

从上图可以看到, 除协调器与PC机的通讯可采用以太网或USB外, 其他各个部分之间都采用Zig Bee网络。整个系统除了PC机外的其他部分都采用当前最流行的低功耗、小封装的Cortex-M3芯片做主控芯片。其中的终端节点和路由节点采用LM3S811, 汇聚节点采用内部集成以太网和USB控制器的LM3S6952或LM3S9B96, 终端节点除Zig Bee部分进行数据传输外, 还有不同的传感器信号处理部分。

三、Zig Bee介质访问层MAC

802.15.4MAC层为IEEE802.15.4标准为低速率无线个人域网 (LR-WPAN) 定义了OSI模型开始的两层, 其中MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步, 支持关联和去关联以及MAC层安全, 它能提供二个设备之间的可靠链接。

MAC层数据服务请求:

为了利用MAC层数据服务来传输该命令, 根据802.15.4协议标准, MAC层帧报头包含如下信息。

1) 为了使命令帧能到达没有接收到更新命令的网络设备, 目的PAN标识符将设置成Zig Bee协调器的老PAN标识符。目的地址必须设置成广播地址0xffff。

2) 源MAC地址和PAN标识符设置成发送网络记录命令设备的网络地址和老的PAN标识符, 这个设备不一定是发送这个命令的设备。

3) 帧控制域应设为使MAC数据帧禁止使用MAC安全功能, 因此任何来自于网络层的可靠的帧都使用网络层的安全协议。传送选择需要设置请求确认。

四、总体实现的层次解析

应用层是物联网应用于不同行业的关键, 其关键技术在于匹配不同的应用需求, 设计不同的应用层软件, 以解决国计民生问题;信息层的关键技术包括:云计算、信息安全、数据库技术等;网络层的关键技术包括:传感器网关、智能网关、网络自组织、自恢复、低功耗、网状路由技术等;感知层的关键技术包括:智能图像感知、智能声音感知、其它智能传感器感知等。

系统可面向集成方案与现场工程级以及作为实际监控系统中的一部分使用, 属于新型的视频智能监控系统。可用作热点区域智能监控设备, 解决如监控人员不足、监控人员视觉疲劳等造成的各种损失。系统主要功能是:视频智能分析 (越线检测、区域警戒、遗留物检测等) 、远程现场实时查看 (广域网、3G网络) 、历史视频数据查看、多智能报警方式、视频数据异地集中存储与管理。系统属于一种云监控解决方案。

摘要：随着社会经济的发展, 越来越多的场合开始应用智能化的视觉系统。本视频图像感知系统, 数据交换采用基于物联网的嵌入式智能网关通信方式, 对算法进行重构与优化, 降低算法设计与实现的复杂度。硬件设计采用基于DM6437和DM355/365的硬件组合结构, 在保证图像传输质量的基础上, 减少视频数据细节的丢失, 并充分考虑目标阴影的干扰, 解决夜间光线较弱的情况下目标的检测识别。

关键词：视觉系统,图像感知,传输,识别