嵌入式图像采集及其无线传输系统

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1、上海大学硕士学位论文嵌入式图像采集及其无线传输系统姓名：姚聪申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：汪敏20040201卜海大学硕士学位论文摘要本文提出了一种嵌入式图像采集及其无线传输系统的具体实现方案，它主要由图像采集}、嵌入式系统、无线传输等几部分组成，该系统现主要应用于我校研制的色谱仪，使其缩短与世界上最先进的美国、日本的同类进口仪器的差距。本文具体讲述了图像采集卡的软硬件实现，针对图像传输的特点，结合FPGA／cPLD和usB技术，给出了硬件实现框图、FPGA／CPLD内部时序控制图；fI]USB程序流程图。本文设计了一种基于ARM的嵌入式系统，给出了硬件平

2、台的具体构建以及设备驱动程序和应用程序的软件方案。考虑到色谱仪等仪器在危险场合的应用，需要具有无线传输功能，本文选用了蓝牙和IEEE802．11b接口实现无线传输。为了很好地实现色谱仪等仪器的远程图像监控，保证远端用户接收到的图像质量和图像传输实时性，保证一定的QoS，应降低ARM端图像压缩比，因此需要稳定的、大的数据带宽传输图像信号。从无线局域网的MAC层出发，本文就提高无线局域网的网络吞吐量，减少丢帧率和平均帧时延等问题进行了较为深入的研究。在对无线局域网的分析中，本文首先介绍了无线局域网的基本结构和IEEE802．1l协议的基本内容。在理想信道下，论文[7][8]给出

3、了～种经典的马尔可夫链分析模型，用于计算标准的分布式协调功能的网络吞吐量。在非理想信道下，论文[15]以论文[7][8]给出的经典马尔可夫链为基础，分析了最大重传次数门限和帧错误率对网络吞吐量、平均帧时延和丢帧率等网络性能的影响。论文[13]提出了调整竞争窗口的复位方案，但该文只讨论了无线局域网站点数对网络吞吐量的影响。本文采用论文[13]提出的通过调整竞争窗口的复位方案，在此基础上，考虑到具体重传次数门限和帧错误率的影响，从而修正了分布式协调功能所采用的退避算法，产生了新退避算法，提高了分布式协调功能的网络性能，并在论文[7][8][13][15]基础上，结合新退避算法，

4、建立了改进的马尔可夫链分析模型，用该改进的马尔可夫分析模型分析网络性能，并用Matlab软件进行仿真。在最大重传次数门限和帧错误率的影响下，采用改进的马尔可大链分析模型重新计算出在一个随机时隙中站点发送数据包的概率和传送数据包失败的概率，从而进一步计算出最大重传次数门限和帧错误率对网络吞吐量、平均帧时延和丢帧率等网络性能的影响，并得出了如下的结论：最大网络吞吐量几乎不随着最大重传次数门限变化而变化，而随帧出错率的增加而减少：适当提高重传次数门限的值，可以改善网络性能；帧错误率越高，网络性能受到恶化的程度也越高。本文采用Matlab软件进行仿真，仿真结果与论文[15]仿真结果

5、的比较表明：通过调整竞争窗口的复位方案年u考虑具体重传门限次数、帧错误率后产牛的新退避算法和标准的退避算法相比较，最大饱和网络吞吐量增加、平均上海大学硕士学位论文帧时延和丢帧率减小，它具有更好的网络性能。关键词：图像采集，无线局域网，蓝牙，嵌入式，802．儿，DCF，ARM，uClinllxll．兰堡查羔堡主堂垡丝壅AbstractAsolutiontothesystemofembeddedvideocaptureandwirelesstransmissioniSproposedinthisthesis．ThesystemwhichisappliedtOtheShangha

6、iKechuang’Schromatogramapparatusiscomposedofvideocapturecard，embeddedsystemandwirelesstransmission．ThesystemmakestheKechuan’SchromatogramapparatusclosetothebestapparatusmadeinAmericaorJapan．AvideocapttirecardiSdesignedandrealizedinthisthesis．Accordingtothefeaturesofimagetransmission，thedes

7、ignsofhardwareandilinerschedulingcontrolledbvFPGA／CPLDandtheprogramflowsofUSBareprovided．AnembeddedapplicationsystembasedonARMtechnologyisproposedasweIlasdesigned．Thehardwareofthesystemandhowtowritelinuxdevicedriversandapplicationprogramsarealsoprovided．WifhWi