蓝牙无线图像传输系统设计

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1、蓝牙无线图像传输系统设计来源:作者:时间:2008-03-27Tag:点击:74蓝牙在局域监控无线图像传输上的技术优势蓝牙是一种新兴的、短距离、低功耗、低成本无线电网络技术,可在移动电话、膝上电脑、个人数字助理(PDA)等便携式数字设备以及其它任何数字设备之间建立短距离(100m以内)无线电连接。蓝牙工作在无需申请的2.45GHzISMindustrial、scientificandmedical频段,采用了跳频即频率跳变扩频(FHSS)技术;组网方式为专设(adhoc)方式,可组成微微网(piconet)和分散网(scatternet)。自1999年7月蓝牙特

2、殊利益团体(BSIG)正式发布蓝牙规范1.0A版本以来,蓝牙已在IT界以及众多相关行业引起了极大关注,大量研究和开发正推动着蓝牙的广泛应用和深入发展。2001年2月BSIG又发布了蓝牙规范1.1版本,并着手研究更新的技术规范,以适应宽带化等需求。较之于现有局域无线图像监控系统所采用的传输手段,如台湾百特公司生产的0.9/1.2/2.4GHz微波图像传输设备、公安部第一研究所研制的L波段图像传输设备等,蓝牙具有以下技术优势:(1)开放性技术规范。蓝牙规范是一种全球统一的开放性规范,已经得到了IT行业和其它相关行业的广泛支持。(2)高自由度组网方式。既可组成点对点、

3、点对多点微微网,又可由多个微微网组成分散网,为定制监控应用预留更多自由空间。(3)多种有效的抗干扰措施。快速跳频(1600跳/秒)、前向纠错、信道编码等措施,极大地增强了无线传输的抗干扰性能。(4)安全措施有力。多级鉴权和加密为监控应用提供了强有力的保证,同时也是开发性技术规范有机的互补。(5)低功耗、低成本。为实际推广应用奠定了基础。相对于Wi-Fi、HomeRF等与蓝牙相近的无线局域网技术,蓝牙在局域无线图像监控中也具有明显的技术优势,如表1所示。可见,蓝牙有较强的抗干扰性能、低功耗、低成本等优势,其传输距离也适用于短距离局域应用,尤其是室内应用。2系统设计

4、方案2.1总体要求2.1.1功能描述?(1)具备蓝牙无线通信方式的摄像机(以下简称蓝牙摄像机),既可直接也可间接(通过相邻蓝牙摄像机或其它蓝牙设备中继)向具备蓝牙无线通信方式的监控器(以下简称蓝牙监控器)实时传输图像。?(2)可传输静止图像即照片,也可传输动态图像;图像彩色、黑白均可,且可调节分辨率与帧速。(3)蓝牙监控器可在外部信号(如警情)触发下控制蓝牙摄像机启动或停止图像传输;可以查询蓝牙摄像机的状态并进行相应控制。?(4)可授权蓝牙移动电话、PDA、桌面电脑、笔记本电脑等其它蓝牙设备进行监视,甚至临时代替蓝牙监控器执行某些控制。2.1.2技术指标(1)蓝

5、牙监控器可直接与7个蓝牙摄像机或其它蓝牙设备构成一个微微网,若干个微微网还可构成一个规模较大的分散网。(2)任意两个蓝牙设备之间的直接通信距离不超过100m。?(3)蓝牙摄像机与监控器之间的通信链路采用非对称异步无连接(ACL)数据分组方式,图像传输占用上行分组,最大速率为723.2kbps,控制命令占用下行分组,相应速率为57.6kbps。(4)图像格式。照片为JPEG(联合摄影专家组)图像压缩格式;动态图像可以是M-JPEG(motionJPEG)?、ITU-T(国际电信联盟电信委员会)H.263及MPEG(运动图像专家组)等图像压缩格式。2.2多方案比较及

6、选择系统由蓝牙摄像机、监控器以及其它蓝牙设备组成。通常摄像机和监控器的位置相对固定,因而系统的拓扑结构在一定程度上也是可以事先确定的。根据不同的拓扑结构和具体要求,有三种系统设计方案可供选择。?(1)星型微微网+动态图像传输该方案以蓝牙监控器为中心构成简单的星型微微网,其主设备(master)为蓝牙监控器,从设备(slave)为蓝牙摄像机和其它蓝牙设备,如图1(a)所示。由于结构简单、传输直接,因而可全部采用动态图像传输。(2)树型分散网+动态图像传输+照片传输该方案以蓝牙监控器为根节点、由若干个微微网构成有限级树型分散网,如图1(b)所示。蓝牙监控器是整个网络

7、的主设备,但与其直接相连的从设备可以是第二级微微网的主设备,而第二级微微网的从设备又可以是第三级微微网的主设备。蓝牙设备通过主从转换可以实现中继传输。为保证系统实时性并避免网络拥塞,不全部采用动态图像传输,可辅之以照片传输,尤其对于需要中继传输而重要性又不大的图像。(3)复合型分散网+照片传输+动态图像传输该方案的网络结构是星型和树型结构的复合,如图1(c)所示。整个网络的主设备仍然是蓝牙监控器,同时根据需要可设置若干个主从转换中继设备。由于结构较为复杂且需要中继传输,为保证系统实时性并避免网络拥塞,宜以照片传输为主、辅之以动态图像传输。这三种方案各有优缺点,适

8、合于不同的应用场合,如表

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