基于fpga圖像壓縮技術(shù)的3g遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn) 程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 網(wǎng)絡(luò)攝像頭簡稱WEBCAM，英文全稱為WEBCAMERA，是一種結(jié)合傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)所產(chǎn)生的新一代攝像機(jī)，它可以將影像透過網(wǎng)絡(luò)傳至地球另一端，且遠(yuǎn)端的瀏覽者不 需用任何專業(yè)軟件，只要標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器（如"MicrosoftIE或Netscape)，即可監(jiān)視其 影像。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)攝像頭是傳統(tǒng)攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)相結(jié)合的新一代產(chǎn)品，除了具備一般傳 統(tǒng)攝像機(jī)所有的圖像捕捉功能外，機(jī)內(nèi)還內(nèi)置了數(shù)字化壓縮控制器和基于WEB的操作系 統(tǒng)，使得視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮加密后，通過局域網(wǎng)，internet或無線網(wǎng)絡(luò)送至終端用戶。
[0004] 而遠(yuǎn)端用戶可在PC上使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的IP地址，對網(wǎng)絡(luò) 攝像機(jī)進(jìn)行訪問，實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)現(xiàn)場的情況，并可對圖像資料實(shí)時(shí)編輯和存儲，同時(shí)還可以 控制攝像機(jī)的云臺和鏡頭，進(jìn)行全方位地監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程 傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭及方法。本發(fā)明攝像頭通過3G網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸。而在服務(wù)器端，架設(shè)了一個Web服務(wù)器端，用戶可以通過HTTP訪問服務(wù)器地址，并 登陸到該網(wǎng)絡(luò)攝像頭。用戶可以控制網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行拍照。此外，本發(fā)明攝像頭還支持無 線局部網(wǎng)絡(luò)通信，包括2. 4G和433協(xié)議，多個攝像頭之間可以通過無線傳輸進(jìn)行組網(wǎng)，并相 互傳遞信息。本發(fā)明基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭還具備一個很重要 的功能一一利用FPGA對采集的圖像進(jìn)行硬件壓縮，并形成JPEG格式的圖像數(shù)據(jù)。壓縮算 法采用標(biāo)準(zhǔn)的JPEG，壓縮率接近于10。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸 網(wǎng)絡(luò)攝像頭，包括：PCB板、攝像頭模塊、3G模塊、無線傳輸模塊和硬件壓縮模塊。
[0007] 所述攝像頭模塊、3G模塊、無線傳輸模塊、硬件壓縮模塊可以被布局在所述PCB板 上。
[0008] 所述PCB板的尺寸可以小于等于10CM*20CM。
[0009] 所述硬件壓縮模塊，可以利用硬件描述和FPGA技術(shù)，將攝像頭模塊采集的原始圖 像在傳輸之前進(jìn)行了硬件壓縮。
[0010] 所述基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭，可以進(jìn)一步包括：Web服 務(wù)器和TCP服務(wù)器；所述Web服務(wù)器和TCP服務(wù)器作為接收圖像數(shù)據(jù)的服務(wù)器端。
[0011] 所述接收圖像數(shù)據(jù)的服務(wù)器端可以進(jìn)一步具備接收用戶Web訪問的功能，并且用 戶能夠通過所述接收圖像數(shù)據(jù)的服務(wù)器端來控制攝像頭。
[0012] 所述基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以通過3G網(wǎng)絡(luò)接入互 聯(lián)網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0013] 所述基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以進(jìn)一步支持無線局部 網(wǎng)絡(luò)通信的2. 4G和/或433協(xié)議；所述基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭 為一個或多個；所述多個基于FPGA圖像壓縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭之間能夠通過 無線傳輸進(jìn)行組網(wǎng)，并相互傳遞信息。利用FPGA對采集的圖像進(jìn)行硬件壓縮，并形成JPEG 格式的圖像數(shù)據(jù)。
[0014] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明又提供了一種如前述任一項(xiàng)所述基于FPGA圖像壓 縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭圖像傳輸初始化的方法，所述方法的步驟為：
[0015]a.初始化3G模塊
[0016]al?通過函數(shù)EU3_GPIO_Config和EU3_PowerOn配置GPIO端口，并激活模塊；
[0017] a2.發(fā)送+++和AT~SISC命令，斷開可能擁有的鏈接，不管返回值為OK還是ERROR， 都將被忽略；
[0018] a3.發(fā)送ArSDPORT=2設(shè)置模塊為UART模式，使用串口來對模塊發(fā)送命令；
[0019] a4.發(fā)送at+cpin?確認(rèn)SM卡已準(zhǔn)備就緒，收到0K后繼續(xù)執(zhí)行，否則退出；發(fā)送 ArSLED= 1設(shè)置信號燈在有信號時(shí)一直亮；
[0020] b?連接3G網(wǎng)絡(luò)
[0021] bl.發(fā)送AT+C0PS?檢查網(wǎng)絡(luò)，如果正常，會收到信息+C0PS:0， 0，"CHN-UNIC0M"，2,搜索到聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行連接；
[0022] b2?發(fā)送AT+CGAIT= 1附著到網(wǎng)絡(luò)；
[0023]b3?發(fā)送AT+CGDCONT=101，"ip"，"3GNET"設(shè)置接入點(diǎn)為聯(lián)通的3gnet;
[0024]b4.發(fā)送AT+CGACT=1，101激活網(wǎng)絡(luò)上下文發(fā)送AT+CGPADDR=101獲得動態(tài)IP;
[0025] c?連接TCP
[0026]cl?發(fā)送AT'SISS=2，"srvType"，"TCPclient"設(shè)置連接方式為TCP;
[0027]c2?發(fā)送AT~SISS= 2，"address"，" 211. 87. 235. 157 :8888"設(shè)置連接地址 為服務(wù)器的IP和端口；
[0028]c3.發(fā)送AT'SISS= 2，"conld"，101，將剛才激活的上下文分配給2號通道；
[0029]c4.發(fā)送AT'SISO= 2打開2號通道，建立TCP連接，返回CONNECT則為成功建立；
[0030]c5?發(fā)送AT'SIST= 2打開透明傳輸。
[0031] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明再提供了一種如前述任一項(xiàng)所述基于FPGA圖像壓 縮技術(shù)的3G遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)攝像頭的圖像發(fā)送方法，
[0032] 采用延遲機(jī)制，通過調(diào)用Delay函數(shù)來進(jìn)行延遲，等待3G模塊處理數(shù)據(jù)；
[0033] 精確控制WCET;
[0034] 采取每行等待8ms和每兩個字節(jié)發(fā)送一次來傳輸圖像。
[0035] 本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：完成了從硬件設(shè)計(jì)到硬件驅(qū)動到應(yīng)用系統(tǒng)的全部 工作。在硬件設(shè)計(jì)中，自行設(shè)計(jì)PCB板，將攝像頭模塊、3G模塊、無線傳輸模塊、硬件壓縮 (FPGA)模塊布局到一個10CM*20CM的板子上；在硬件驅(qū)動實(shí)現(xiàn)過程中，根據(jù)自行設(shè)計(jì)的PCB 板，完成了所有模塊的驅(qū)動；此外，利用硬件描述和FPGA技術(shù)，將攝像頭采集的原始圖像在 傳輸之前進(jìn)行了硬件壓縮；在應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，不僅完成了攝像頭（客戶端）的圖像采 集、3G傳輸、無線傳輸?shù)炔糠?，還在服務(wù)器端架設(shè)了Web服務(wù)器+TCP服務(wù)器，作為接收圖像 數(shù)據(jù)的服務(wù)器端。該服務(wù)器端還接收用戶的Web訪問，并且可以通過該服務(wù)器端來控制攝 像頭。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述圖像壓縮總流程圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述圖像壓縮部分具體流程圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述調(diào)整順序后的圖像壓縮部分具體流程圖；
[0039] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述2D_DCT變換資源占用表；
[0040] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述Zigzag資源占用表；
[0041]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述量化模塊占用資源情況表；
[0042] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述預(yù)編解碼模塊資源占用表；
[0043] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例所述編碼模塊資源占用表；
[0044]圖9為本發(fā)明實(shí)施例所述組裝模塊資源占用表；
[0045] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例所述MCU壓縮所需資源數(shù)表；
[0046] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例所述綜合后圖像壓縮資源占用表；
[0047] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例所述3G模塊啟動時(shí)序圖；
[0048] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例所述3G遠(yuǎn)程傳輸攝像頭終端的外觀照片；
[0049] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例所述3G遠(yuǎn)程傳輸攝像頭終端實(shí)拍照片。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 以下