多接口数据采集终端的设计与实现-模式识别与智能系统专业论文.docx

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 摘 要 摘 要 论文基于的研究项目来源于 2009 年国家科技部科技人员服务企业行动项目 “面向高危场所的一体化数据采集仪”（项目编号 2009GJE00021）。随着当代计算 机技术与数据压缩技术的迅猛发展，除了传统的模拟传感器，还产生了具有各种 总线接口的数字传感器，数据采集仪不但需采集现场各种传感器信号，由于视频 信号含有丰富的信息内容，很多时候还需要进行音频和视频的采集和传输。多功 能、集成化、网络化已经成为当今数据采集的一个主要的发展方向。传统的数据 采集产品普遍具有数据处理能力差，存储空间小的特点，难以对视频数据进行长 时间存储及实时网络传输，本文正是针对这一问题进行研究，设计出一款集传感 器、音频、视频等多种类型数据采集为一体的多接口数据采集终端。 首先，本文介绍了嵌入式数据采集仪与视频监控技术的发展趋势以及国内外 现状，分析了当今市场上几种流行的嵌入式处理器及操作系统特点，根据设计需 要选定适合本设计的处理器与操作系统。 其次，对多接口数据采集终端（以下简称 MDCT）的原理图和 PCB 进行设 计，得到本设计所需要的 MDCT 电路板。接着，对 MDCT 软件进行设计，给出 了数据采集终端的驱动设计方法，并对 AD7689 等设备的驱动进行了设计和移植； 本设计采用可对音频进行 MP3 格式硬件编码的 MAS3587 芯片，采用 S3C6410 内 部的 MFC 模块对采集的视频信号进行 H.264 格式的硬件压缩编码，节约了数据 的存储空间和传输带宽。针对嵌入式中普遍存在的存储空间有限的问题，本设计 结合运动物体检测中的背景差分法和三帧差法设计出了适合嵌入式应用的视频采 集算法，使 MDCT 只对有意义的视频进行存储和传输，避免对无意义的视频进行 存储和传输而造成的嵌入式存储空间和网络资源的浪费，可以在存储容量及数据 处理速度受到很大限制的嵌入式产品上实现长时间的视频监控。 最后，本文利用 RVDS 调试软件及软件测试程序对 MDCT 进行了软硬件联合 测试，验证了 MDCT 设计的正确性。 关键词：数据采集，多接口，硬件压缩，视频采集算法，视频监控 I ABSTRACT ABSTRACT This paper based on a reserch project which comes from the scientific and technical personnel of the Ministry of Science and Technology service enterprises item. With the rapid development of the computer technology and data compression technology, the sesor includes not only analog sensors, but also digital sensors with a variety of bus interfaces. For the video signals contain a wealth of information, the data collection instrument will not only need to collect a variety of sensor signals, but also the audio and video signals are needed. The multi-functional, integration, networking has become one of the main direction of development for data acquisition equipment. As th