分布式網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)框圖、硬件原理

項(xiàng)目背景及可行性分析

1．項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及目前的進(jìn)展情況

1）項(xiàng)目名稱：分布式網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2）主要內(nèi)容：構(gòu)建以FPGA為核心的通信處理模塊，內(nèi)置一個(gè)32位處理器，加載uCLinux操作系統(tǒng)，驅(qū)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(yù)處理、編碼等算法；開(kāi)發(fā)良好人機(jī)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)線射頻模塊已經(jīng)完成。發(fā)射功率32級(jí)可編程，最大發(fā)射功率0dBm,接收靈敏度－85dBm，有效帶寬200kpbs。

2. 項(xiàng)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(jiān)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(cè)與視頻檢測(cè)模塊復(fù)用技術(shù)，充分利用FPGA上的硬件資源。

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)單純依賴提高CCD攝像機(jī)圖象質(zhì)量和大面積布置攝像機(jī)來(lái)獲得高質(zhì)量的全方位監(jiān)控。但是此類系統(tǒng)需要昂貴的攝像機(jī)為終端，輔助良好的照明環(huán)境，建設(shè)和維護(hù)成本昂貴，能耗較高；同時(shí)需要架設(shè)很長(zhǎng)的供電電纜和視頻傳輸電纜將攝像機(jī)與監(jiān)控中心相連，施工復(fù)雜，成本昂貴；監(jiān)控中心多采取效率低下的人工監(jiān)控和硬盤錄像方式，智能化程度較低。

本項(xiàng)目所述系統(tǒng)采用ZigBee構(gòu)建定位網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)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(xiàn)移動(dòng)物體的定位、跟蹤和圖象處理及傳輸功能。系統(tǒng)以智能檢測(cè)技術(shù)確定運(yùn)動(dòng)物體所在的敏感區(qū)域，激活該區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行圖象處理算法，提取運(yùn)動(dòng)物體的準(zhǔn)確位置、行為狀態(tài)，并將圖象傳輸至監(jiān)控中心。該系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1）監(jiān)控系統(tǒng)以定位、跟蹤和傳輸三個(gè)層次，只針對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行計(jì)算，能有效配合傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)監(jiān)控和智能監(jiān)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(xiàn)電池供電，安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單；

3）FPGA內(nèi)集成32位處理器、視頻接口、射頻接口和其它數(shù)字接口，系統(tǒng)復(fù)雜度和成本有效降低；

4）采用FPGA硬件加速處理數(shù)字圖象、無(wú)線通信協(xié)議，運(yùn)算速度快；

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

6）通信鏈路采用無(wú)線方式，安裝簡(jiǎn)單，施工方便。