分布式網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計實現(xiàn)，系統(tǒng)框圖、硬件原理

項目背景及可行性分析

1．項目名稱、項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況

1）項目名稱：分布式網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2）主要內(nèi)容：構建以FPGA為核心的通信處理模塊，內(nèi)置一個32位處理器，加載uCLinux操作系統(tǒng)，驅(qū)動兩個CMOS接口、一個SPI射頻接口、一個以太網(wǎng)接口、一塊液晶顯示器；硬件加速定位、圖像預處理、編碼等算法；開發(fā)良好人機交互接口。

3）目前進展：目前已經(jīng)完成需求說明，總體模塊劃分。自開發(fā)的無線射頻模塊已經(jīng)完成。發(fā)射功率32級可編程，最大發(fā)射功率0dBm,接收靈敏度－85dBm，有效帶寬200kpbs。

2. 項目關鍵技術及創(chuàng)新點的論述；

1）基于FPGA的嵌入式視頻技術

2）分布式網(wǎng)絡智能監(jiān)控技術

3）基于ZigBee網(wǎng)絡的定位技術

4）基于動態(tài)局部重配置技術的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術，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攝像機圖象質(zhì)量和大面積布置攝像機來獲得高質(zhì)量的全方位監(jiān)控。但是此類系統(tǒng)需要昂貴的攝像機為終端，輔助良好的照明環(huán)境，建設和維護成本昂貴，能耗較高；同時需要架設很長的供電電纜和視頻傳輸電纜將攝像機與監(jiān)控中心相連，施工復雜，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。

本項目所述系統(tǒng)采用ZigBee構建定位網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，其中節(jié)點采用以高性能FPGA為核心，配置低功耗CMOS攝像頭模組，實現(xiàn)移動物體的定位、跟蹤和圖象處理及傳輸功能。系統(tǒng)以智能檢測技術確定運動物體所在的敏感區(qū)域，激活該區(qū)域內(nèi)節(jié)點運行圖象處理算法，提取運動物體的準確位置、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：

1）監(jiān)控系統(tǒng)以定位、跟蹤和傳輸三個層次，只針對運動物體進行計算，能有效配合傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)主動監(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，可實現(xiàn)電池供電，安裝、調(diào)試簡單；

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、無線通信協(xié)議，運算速度快；

5）基于動態(tài)局部重配置技術的智能檢測與視頻檢測模塊復用技術，充分利用FPGA上的硬件資源。

6）通信鏈路采用無線方式，安裝簡單，施工方便。