分布式網(wǎng)絡(luò )化視頻監控系統的設計實(shí)現，系統框圖、硬件原理

項目背景及可行性分析

1．項目名稱(chēng)、項目的主要內容及目前的進(jìn)展情況

1）項目名稱(chēng)：分布式網(wǎng)絡(luò )化視頻監控系統

2）主要內容：構建以FPGA為核心的通信處理模塊，內置一個(gè)32位處理器，加載uCLinux操作系統，驅動(dòng)兩個(gè)CMOS接口、一個(gè)SPI射頻接口、一個(gè)以太網(wǎng)接口、一塊液晶顯示器；硬件加速定位、圖像預處理、編碼等算法；開(kāi)發(fā)良好人機交互接口。

3）目前進(jìn)展：目前已經(jīng)完成需求說(shuō)明，總體模塊劃分。自開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)射頻模塊已經(jīng)完成。發(fā)射功率32級可編程，最大發(fā)射功率0dBm,接收靈敏度－85dBm，有效帶寬200kpbs。

2. 項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng )新點(diǎn)的論述；

1）基于FPGA的嵌入式視頻技術(shù)

2）分布式網(wǎng)絡(luò )智能監控技術(shù)

3）基于ZigBee網(wǎng)絡(luò )的定位技術(shù)

4）基于動(dòng)態(tài)局部重配置技術(shù)的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術(shù)，充分利用FPGA上的硬件資源。

傳統視頻監控系統單純依賴(lài)提高CCD攝像機圖象質(zhì)量和大面積布置攝像機來(lái)獲得高質(zhì)量的全方位監控。但是此類(lèi)系統需要昂貴的攝像機為終端，輔助良好的照明環(huán)境，建設和維護成本昂貴，能耗較高；同時(shí)需要架設很長(cháng)的供電電纜和視頻傳輸電纜將攝像機與監控中心相連，施工復雜，成本昂貴；監控中心多采取效率低下的人工監控和硬盤(pán)錄像方式，智能化程度較低。

本項目所述系統采用ZigBee構建定位網(wǎng)絡(luò )和數據網(wǎng)絡(luò )，其中節點(diǎn)采用以高性能FPGA為核心，配置低功耗CMOS攝像頭模組，實(shí)現移動(dòng)物體的定位、跟蹤和圖象處理及傳輸功能。系統以智能檢測技術(shù)確定運動(dòng)物體所在的敏感區域，激活該區域內節點(diǎn)運行圖象處理算法，提取運動(dòng)物體的準確位置、行為狀態(tài)，并將圖象傳輸至監控中心。該系統具有以下創(chuàng )新點(diǎn)：

1）監控系統以定位、跟蹤和傳輸三個(gè)層次，只針對運動(dòng)物體進(jìn)行計算，能有效配合傳統監控系統，實(shí)現主動(dòng)監控和智能監控；

2）所有部件采用低功耗電路和睡眠喚醒等軟件功耗算法，可實(shí)現電池供電，安裝、調試簡(jiǎn)單；

3）FPGA內集成32位處理器、視頻接口、射頻接口和其它數字接口，系統復雜度和成本有效降低；

4）采用FPGA硬件加速處理數字圖象、無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，運算速度快；

5）基于動(dòng)態(tài)局部重配置技術(shù)的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術(shù)，充分利用FPGA上的硬件資源。

6）通信鏈路采用無(wú)線(xiàn)方式，安裝簡(jiǎn)單，施工方便。