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知识储备-电子工程系
项目三、仿真月球车的图像识别与传输控制 上海电子信息职业技术学院电子工程系《嵌入式系统应用》课程组制作 一、项目概况 一、项目概况 项目说明: 仿真月球车的图像识别与传输控制项目利用ARM嵌入式微处理器与接口知识,在嵌入式系统的集成开发环境中采用基于Linux的应用程序设计基础上设计程序并在ARM板内烧写开发的可执行文件实现仿真月球车的图像识别与传输控制。 一、项目概况 项目要求: 1.了解无线通信原理 2. 理解嵌入式系统的无线通信硬件接口 3. 掌握嵌入式系统的无线通信软件设计 4. 掌握嵌入式系统中CMOS摄像头图像采集原理; 5.了解嵌入式系统中图像识别控制。 二、知识储备 2.1无线通信原理 无线通信系统组成框图 二、知识储备 2.1无线通信原理 各部分作用 信息源:提供需要传送的信息 变换器:待传送的信息(图像、声音等)与电信号之间的互相转换 发射机:把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去 传输媒质:信息的传送通道(自由空间) 接收机:把高频振荡信号转换成原始电信号 受信人:信息的最终接受者 二、知识储备 2.1无线通信原理 典型发送设备的组成框图 二、知识储备 2.1无线通信原理 典型接收设备的组成框图 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 红外线通信(IRDA) 蓝牙(Bluetooth) ZigBee 无线局域网(WLAN),WiFi技术应用最广泛 重点讲解主流技术ZigBee和WiFi 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、 低成本的无线网络技术。 主要用于近距离无线连接。它依据IEEE 802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。 ZigBee无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee可使用的频段有3个,分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段,而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee规范是由ZigBee Alliance所主导的标准,定义了网络层(Network Layer)、安全层(Security Layer)、应用层(Application Layer)、以及各种应用产品的资料(Profile); 而由国际电子电机工程协会(IEEE)所制 订的802.15.4标准,则是定义了物理层 (PHY Layer)及媒体存取层(Media AccessControl Layer;MAC Layer)。 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee的版本: ZigBee 2004规范 前后不兼容 ZigBee 2006规范 完全向后兼容 ZigBee 2007规范 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee技术特点 ?数据传输速率低:20Kb/秒~250Kb /秒,专注于低传输应用。 ?功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6~24个月 ?成本低:ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本。 ?网络容量大:网络可容纳65,000个设备。 ?时延短:通常时延都在15ms~30ms。 ?安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法。 ?有效范围小:有效覆盖范围10~75米,具体依据实际发射功率大小和各种不同 的应用模式而定。 ?传输可靠:采用碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的业务预留专用时隙。 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee ZigBee技术的应用 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee 设备类型: ?Coordinator(协调器) 协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID,即Personal Area Network ID),随后启动整个网络。 ?Router(路由器) 路由器的功能主要是:允许其他设备加入网络,多跳路由和协助它自己的由电池供电的儿子终端设备的通讯。 ?End-Device(终端设备) 终端设备没有特定的维持网络结构的责任,它可以睡眠或者唤醒,因此它可以可以是一个电池供电设备。 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee 协调器创建网络流程: 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee 路由器发现 加入网络流程: 二、知识储备 2.2 常见无线通信技术 ZigBee 终端节点
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