基于CDMA的無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　模塊利用DE1的配置串口與CDMA模塊通信,當(dāng)監(jiān)視到有人走過時(shí)，NiosⅡ系統(tǒng)發(fā)出拍照指令,通過攝像頭記錄下圖像，同時(shí)NiosⅡ系統(tǒng)通過UART串口向CDMA發(fā)送信息，CDMA模塊向設(shè)定的手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息,并向上位機(jī)發(fā)送圖像信息。

　　NiosⅡ與CDMA的通信是采用AT指令向CDMA模塊發(fā)送命令。當(dāng)監(jiān)視發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí), NiosⅡ系統(tǒng)接收到來自監(jiān)控模塊產(chǎn)生的異常信號(hào),馬上進(jìn)行拍照命令,同時(shí)向CDMA發(fā)送AT指令,并利用UART的中斷接收CDMA返回的信號(hào),一旦確認(rèn)CDMA模塊接收到AT指令將向CDMA發(fā)送下一條指令,如果NiosⅡ系統(tǒng)沒有收到CDMA模塊返回來的OK信號(hào),系統(tǒng)將不斷的向CDMA發(fā)送AT指令直到CDMA響應(yīng)成功。其中NiosⅡ系統(tǒng)接收CDMA返回信號(hào)和向CDMA發(fā)送信號(hào)采用中斷方式。

2）CDMA響應(yīng)過程

　　系統(tǒng)向CDMA模塊發(fā)送AT指令初始化CDMA模塊,然后調(diào)用建立PPP連接的函數(shù),先用AT指令A(yù)TD#777接通CDMA,然后初始化PPP連接,當(dāng)PPP連接完成后設(shè)置好相應(yīng)的IP參數(shù)。

　　然后初始化WAP相關(guān)參數(shù),建立WAP連接,調(diào)用信息發(fā)送函數(shù)將圖像信息發(fā)送到與上位機(jī)相連接的CDMA模塊中,完成數(shù)據(jù)的傳送后,斷開PPP連接。負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)的CDMA模塊把數(shù)據(jù)通過串口傳送到上位機(jī)中。

3）TCP/IP協(xié)議

　　TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議）是一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)上的所有通信設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕拘畔卧菙?shù)據(jù)包。當(dāng)包經(jīng)由 TCP/IP 協(xié)議棧時(shí)，每一層上的協(xié)議都會(huì)在基本頭中添加或刪除字段。

3.5 遠(yuǎn)程服務(wù)上位機(jī)設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)利用VB編寫程序，將CDMA接收回來的圖像數(shù)據(jù)以文本格式進(jìn)行存儲(chǔ)，并將圖片在系統(tǒng)界面上顯示，同時(shí)記錄事件發(fā)生時(shí)間。遠(yuǎn)端服務(wù)器監(jiān)控顯示效果如圖6所示。

圖6 遠(yuǎn)端服務(wù)器顯示

　　遠(yuǎn)端服務(wù)器應(yīng)用程序流程圖如圖7所示：

圖7 遠(yuǎn)端服務(wù)器應(yīng)用程序流程圖

3.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)使用了Altera公司的Quartus II、SOPC Builder、Nios II IDE等軟件進(jìn)行FPFA內(nèi)硬件邏輯和嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)。該系統(tǒng)的軟件流程圖如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)軟件流程圖

4 結(jié)論

　　本系統(tǒng)充分發(fā)揮了 SOPC的特點(diǎn)，采用FPGA和嵌入式軟核的思想來設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，用FPGA硬件來采集、分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的并行處理；同時(shí)，本系統(tǒng)根據(jù)需求增加了UART模塊，使得Nios II核能快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)在傳輸之前，通過一個(gè)硬件描述語言模塊來實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮。在保證視覺效果的前提下，通過一個(gè)簡(jiǎn)易的壓縮算法，系統(tǒng)的整體性能得到了大大的提升。傳輸?shù)男侍岣吡艘槐?。Nios II 中斷技術(shù)的使用，與查詢方式相比，中斷技術(shù)大大提高CPU使用的效率。