多媒体技术环境下嵌入式网络视频监控系统研究

随着视频技术、网络技术与数字技术的飞速发展,多媒体混合应用向数字化与网络化转变。嵌入式网络与多媒体技术二者相结合的优势愈加明显。现代日常生活工作中,视频监控系统已成为保障生活、工作、学习安全、维护正常秩序的重要组成部分。传统的视频监控系统采用原始的视频编码与网络传输技术,存在视频数据噪点高、数据源封装包资源大、网络交互资源消耗大、延迟高等问题,不利于多群组大面积监控系统架构。根据问题产生的原因,提出多媒体技术环境下嵌入式网络视频监控系统的研究。通过采用视频编码单元、网络编码单元与储存压缩算法,对传统视频监控系统进行整体修复改进。仿真实验表明,提出的多媒体技术环境下嵌入式网络视频监控系统研究方法,具有视频清晰度高、视频源封装资源小、网络传输速度快、延迟小的优点。     

二维扫描式水下电视系统的设计与实现

提出了一种新型的二维扫描式水下电视系统.该系统可以进行水平360°,垂直90°全方位扫描,不存在死角.在船上或岸上使用水下控制系统,可以对系统实施远程控制,通过该系统可以对水中运动目标进行跟踪监视,最大工作深度可达水下100 m.     

视频与数据联动系统在物理实验评价中的应用——以RLC串联电路实验为例

传统大学物理实验的考核与评价主要依靠书面考试和教师观察,评价效率低,忽视实验过程,难以全面客观的评价学生实验.本文设计了一种实验过程的视频与实验数据同步记录系统,介绍系统设计、系统实现并以RLC串联电路实验为例介绍系统的应用.实验视频和数据记录为实验评价提供全面、客观的评价依据,通过对实验数据的可视化呈现、数据分析、实验细节的视频和数据联动检索,提高实验评价效率和科学性.     

基于多处理器的视频跟踪系统研究

传统视频跟踪系统的目标检测环节常采用手动指定或使用单处理器运算来确定跟踪目标,这种方法耗费人力且检测速度慢。针对此问题提出了一种改进的图像分割方法,该方法采用多处理器系统构架,并行处理分割区域,增加了检测目标的速度,并且在后续目标跟踪环节中,各处理器根据任务划分,协同处理跟踪任务。实验结果表明基于多处理器系统构架的视频跟踪系统能够实现快速自动检测与跟踪目标,系统加速比为2．066,处理器效率为51．65％。     

换热器低温结霜工况性能试验系统的研制

为了对换热器在低温结霜工况下的动态运行特性进行研究,设计搭建了换热器结霜工况性能实验台,安装了各参数测量仪表和传感器。实验台由制冷循环和模拟低温工况的风道循环两部分组成,并采用C#编程技术,基于.NET开发了集环境模拟、数据采集、显示和数据处理、实时曲线和视频显示功能于一体的远程测控系统,该试验系统的研制为低温结霜工况下换热器运行特性研究提供了更多的实验参考和计算依据。     

高温超导储能监控系统的设计与实验验证

根据高温超导储能系统(SMES)的结构特点和运行要求,设计了一套超导储能监控系统,并联合SMES其他部分进行了动模实验.该监控系统基于智能仪表、虚拟仪器及PXI总线技术,实现了SMES系统的电压、电流、功率和温度等一系列参数的实时检测和各个子系统的协调控制,进行了降温实验、临界电流测试和动模实验等实验.实验结果表明,监控系统能对SMES系统进行良好的监测和控制,满足预定的系统功能.     

利用PASCO系统研究阻力情况下二自由度系统的振动

本文从理论和实验两个方面探究了二自由度系统的振动,在考虑摩擦力和空气阻力的影响后给出了运动方程.使用3个弹簧和两个位置传感器搭建了实验装置,利用PASCO系统进行了实验,并比照数值模拟结果,得出了本系统两传感器滑块所受的摩擦力分别为0.003 075 N和0.003 225 N,空气阻力系数C为1.0,并验证了所研究系统建模的准确性.本实验结果对多自由度系统的振动问题的研究有一定参考价值.     

嵌入式三维数字成像系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的嵌入式三维数字成像系统设计方案。该方案的硬件平台由条纹投影模块、数据采集模块、条纹自动分析模块及储存器等其他辅助电路组成。条纹投影模块将DSP输出的正弦光栅条纹, 经视频编码后用DLP投射到物体表面; 数据采集模块通过CCD相机采集被物体表面三维信息调制后的变形条纹图, 并进行视频解码; 条纹自动分析模块中利用相移算法计算折叠相位, 再结合相位展开算法求绝对相位分布。系统软件采用多线程技术并行控制三个模块。在相位解调过程中以软件流水线为主综合运用了循环展开、数据预取和内联函数等多种方法优化解调程序。实验结果表明, 该系统可以高速、准确地实现三维轮廓测量,优化后相位展开程序速度是优化前的7倍。     

基于LabVIEW的光纤光栅自动检测及分析系统

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用,利用光谱仪的远程控制端口,采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中,并利用应力试验机进行应力加载,通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据,结果表明该系统功能与设计预期吻合,可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作,并且避免了对光谱仪的人为直接操作,可以延长光谱仪的使用寿命.     

基于LabVIEW的光纤光栅自动检测及分析系统（英文）

为了便于光纤布喇格光栅传感系统的自动化测试及使用,利用光谱仪的远程控制端口,采用LabVIEW语言开发了具有友好界面的Q8384光谱仪远程应力自动化测试系统.将光纤布喇格光栅嵌入封装于钢梁中,并利用应力试验机进行应力加载,通过LabVIEW测试系统采集并处理实验数据,结果表明该系统功能与设计预期吻合,可以实现对被测量数据的实时监测及存储.测试设备易于操作,并且避免了对光谱仪的人为直接操作,可以延长光谱仪的使用寿命.     

基于DSP的实时数字图像处理平台

以TI公司TMS320C6711DSP为核心处理单元,设计了一套实时图像处理系统。该系统可以满足远程监控、电视电话等诸多实时视频/图像处理的需求。从视频采集模块、图像处理模块和视频输出模块对整个系统的构成和设计进行了描述,分析了系统设计时的各个关键技术环节。使用了许多图像算法对系统的性能进行了实验,证明该系统完全可以完成常用算法的实时处理。     

OTR时间分辨测量系统的嵌入式远程控制方法

 基于光学渡越辐射原理的高能强流电子束束流参数在线测量及诊断系统，具有时间响应快、分辨率高的特点，可以测量电子束的束剖面、发射角、能量等参数。利用嵌入式方法，通过计算机控制系统对时间分辨测量系统实现实时的远程控制，实现了直线感应加速器中时间分辨测量。计算机控制系统接收光电视频信号，进行实时图像传输，得到动态图像，有效解决了在直线感应加速器中强流干扰的光学渡越辐射测量的困难。并给出了嵌入式远程控制的方法。     

农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现

为了提高农业灌溉的效率,节省灌溉成本,进行农业节水灌溉智能监控系统设计,提出一种基于ZigBee多传感器分布式数据采集的监控系统设计方法,系统设计分为硬件和软件两部分,首先进行农业节水灌溉远程监控系统的总体设计构架,灌溉远程监控系统的硬件模块化设计包括农业节水灌溉传感信息采集模块、AD模块、集成控制模块和接口电路。基于FPGA嵌入式设计方法,构建ZigBee多传感器分布式阵列,进行远程多点灌溉控制和监控。软件开发建立在LabWindows/CVI工程开发环境中,通过程序加载控制,实现远程监控系统改进设计。测试结果表明,该系统进行农业节水灌溉远程监控具有较好的人机友好性,监控的覆盖度较高,性能较好。     

内埋式光电搜索瞄准指示系统的广域扫描控制技术

研制了一款适用于隐身机载平台的内埋式光电搜索瞄准指示系统,该系统具备广域侦察、凝视监视、激光测距、激光照射等功能。推导并验证了地理稳定结合快调反射镜光学像移补偿的广域扫描控制技术,基于样机在实验室和外场开展算法验证。试验结果表明,该系统在成像清晰前提下实现了二维无缝广域扫描搜索功能,能够对扫描视频图像进行实时拼接和显示,满足信息化战争对目标侦察、监视和指示的功能要求。     

阵列天线控制系统的可重构技术

针对控制系统软件在线更新或升级维护的需要,构建了SoPC远程更新系统,研究了一种远程在线更新FPGA硬件配置文件和Nios II软件可执行文件的可重构方法。通过硬件配置代码和软件可执行代码引导顺序的分析,设计了高级BootLoader,可以从任意指定地址加载应用模式映像软件代码;EPCS存储用于远程更新的工厂模式映像和多份用于天线相位控制的应用模式映像;采用自定义的CAN应用层协议,用于传输及校验数据,保证了传输的可靠性。实验验证了方案的可行性,系统可进行多份配置程序的自由切换;即使远程更新失败,FPGA也能自动加载工厂模式映像,提高了系统安全性和可靠性。     

脉冲步进调制高压电源远程通讯与反馈控制系统研究

为了满足 HL-2A 装置二级加热系统的高压电源系统的要求,开发了脉冲步进调制(PSM)高压脉冲电 源控制系统。PSM 电源控制系统采用数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列器件(FPGA)组合控制方式,总计 输出 112 路脉冲。DSP 芯片实现计算、反馈、远程通信等功能,FPGA 主要负责与 DSP 的数据传输及 112 路脉冲 输出的时序控制功能。利用控制器局域网络(CAN)总线实现上位机与 DSP 之间的远程通信功能,上位机采用 LABVIEW 软件实现相关参数的设定与远程通讯。测试结果表明,该控制系统能够实现远程通讯功能,具备快速 的反馈控制功能,满足实验要求。     

推扫式光电成像系统调制传递函数测试装置的设计

光学遥感系统采用线阵CCD推扫成像方法获取地面景物的高分辨图像信息,调制传递函数(MTF)是评价系统成像质量的重要参数。使用矩形波板作为目标在Nyquist频率处测试光电成像系统的静态调制传递函数可以定量评价系统的成像质量。由于采用线阵CCD推扫成像的光电系统还需要测试其在像移补偿、偏流角控制状态下的动态调制传递函数(Dynamic MTF),才可以定量评价系统在工作状态下的动态成像性能。为此,论文基于光电成像系统动静态调制传递函数的测试原理,研究了测试系统的组成与工作方法,对其中的平行光管组件与动静态目标发生装置进行了仿真设计。其中平行光管的波像差优于25 nm(RMS),静态目标发生装置的调焦精度优于3 m,动态目标发生装置的输出像移补偿偏差小于5/1 000,照明均匀性优于95%,可以理论上实现非相干照明。上述仿真设计结果可以满足新型光学遥感成像系统实验室内动静态调制传递函数的测试需求。     

基于ARM和DSP的双核嵌入式视频监控系统

针对传统嵌入式视频监控设备集成度低,功能有限,响应速度慢,计算能力不足的问题,研究了一种基于ARM微处理器S3C6410与TMS320DM642 DSP双核体系结构的嵌入式视频监控系统。该系统采用CMOS摄像头采集视频数据,经DM642上算法处理后通过HPI高速并行接口传输给ARM处理器,ARM处理器负责对接收到的视频进行控制和LCD显示。重点阐述了ARM和DSP系统单元间的硬件连接方案,HPI接口驱动程序的设计实现,以及结合Linux异步通知和多线程技术的QT/Embedded客户端人机交互软件的编写。最后,移植了运动目标跟踪算法到DSP中并对整个系统进行实验测试,验证系统的性能。经实验证明,所设计的系统稳定可靠,视频清晰流畅,具有性能高、功耗和成本低、可扩展性强等优点,在嵌入式视频监控领域具有推广和使用价值。     

基于GSM的智能空调控制系统设计

为了实现空调的智能控制,在分析空调控制系统不足的基础上,利用AT89S52单片机和GSM通信技术,设计了一款智能空调控制系统。设计了硬件系统和软件系统,该系统具备自动抽湿、补湿、净化室内空气和远程控制等功能。通过KEIL C软件编写、调试程序,并通过PROTUES进行仿真,验证了该设计方案的可行性。结果表明基于GSM的智能空调控制系统很好实现了自动抽湿、补湿、净化室内空气和GSM远程控制功能,具有较高社会应用价值。     

ITER GIS实验平台控制系统

介绍了以GE PLC为控制核心的分布式送气实验平台控制和测量系统的设计与实现。系统采用了工业以太网、CAN总线、RS485等多种通讯技术,实现了对ITER GIS设备的安全运行控制、远程操作控制及各设备运行状态的实时监测。