基于CDMA的無線圖像監控終端設計

目前，數字類消費電子產品的需求增長驚人。在這些產品中，成像和視頻類產品比重很大。并且技術積累日益成熟，單說算法有靜態圖像的JPEG標準、動態視頻的MPEG1、MPEG2、MPEG3和H.263、H.264,并有向H.264過渡的趨勢。將相關的圖像技術應用于生產中將是我們考慮的一個重要方向。在銀行、變電站、車站等場所，需要重點考慮單張圖片的提取分析要求，以及控制應用成本，所以用M-JPEG算法比較合適。

本監控系統基于TMS320DSC21嵌入式處理器平臺和嵌入式Linux系統，分為遠程現場采集端和本地監控終端，通過CDMA無線網絡進行傳輸，如圖1所示。現場采集端采集監控現場單幀圖像和視頻連續幀并編碼壓縮成M-JPEG并保存成文件，然后通過CDMA網路傳給本地監控端。監控端接收到圖像數據后，進M-JPEG解碼并在模擬液晶屏上顯示出來。M-JPEG采用幀內壓縮算法，對長時間沒有變化的對象可以達到較高的壓縮比，并且成本較低，從而實現在帶寬有限的情況下實現遠程觀測。本文主要介紹監控終端的設計。

系統硬件結構

系統監控終端硬件組成結構如圖2所示。

圖1 無線圖像監控系統結構

圖2系統硬件結構

電源模塊負責電源的平穩輸出和監視

CDMA無線接收模塊接收JPEG數據流，并存放到SDRAM中。圖像顯示模塊將解壓后的原始圖像在電視或模擬液晶屏上顯示出來。 　　存儲器模塊由FLASH與SDRAM組成。FLASH存儲器用來存儲程序，是系統獨立運行(脫機運行)必不可少的組成部分。SDRAM存儲器用于系統軟件的運行以及圖像數據的存儲。這樣可以調用以前的圖像數據，用于研究。

調試仿真模塊用于調試仿真使用，還可以通過它將圖像數據從SDRAM中導入電腦中。　

圖3 Linux系統層次結構

系統的設計基于開放源代碼Linux操作系統，本系統移植的是2.4版本。整個Linux系統的層次結構如圖3所示。

整個Linux系統以前面介紹的TMS320DSC21硬件平臺為基礎，針
對本系統硬件需要的主要驅動程序分別是CDMA模塊驅動和OSD圖像顯示驅動。驅動程序對底層硬件進行抽象，為頂層應用程序提供一致的底層接口。JPEG圖像數據接收、管理程序作為一個常駐守護線程一直監控底層CDMA模塊的活動，并給上層應用層程序提供相關接口函數。

圖4 JPEG解碼流程圖

圖像的JPEG解碼實現

mclinux系統控制DSP端進行JPEG解碼，經過預處理、Huffman 解碼、反量化、IDCT 變換這幾個主要步驟將JPEG 圖像數據恢復成壓縮編碼前的圖像數據，然后經過OSD處理最終在液晶屏上顯示出圖像來。詳細流程如圖4。

用CDMA模塊無線傳輸圖像數據

CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access)，它是在數字技術的分支——擴頻通信技術上發展起來的一種移動通信技術。不同的移動臺共用一個頻率應用擴頻通信技術對每個移動臺分配一個獨特的、隨機的碼序列，每個碼序列互不相同，而且彼此都不相關。它的容量接近于以前CDMA 1