超宽带无线视频监控系统的设计与实现.pdf

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1、Iideonppllealion&projeer⋯⋯⋯———．．．．。．．．．．。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．文章编号：1002—8692(2010)08—0l】7一o4超宽带无线视频监控系统的设计与实现冰·实用设计·田晶磊．肖振宇．金德鹏(清华大学电子工程系，北京100084)【摘要】针对无线视频采集设备高速率、小体积、低功耗的要求，建立了基于低功耗摄像头和无线超宽带技术的视频监控系统设计方案。采用VS6724摄像头实现视频采集，单载波UWB(SC—UWB)方案实现无线传输，既满足了视频采集设备对于体积

2、和功耗的要求，又有效对抗了多径的影响。基于PC平台实现视频解码与播放，可移植性强。验证了系统基于FPGA和PC平台构建，在密集多径和深度衰落的实际场景下，测试效果良好。【关键词】视频监控系统；单载波；超宽带；视频采集【中图分类号】TN914；TP277【文献标识码】ADesignandImplementationofWirelessUWBVideoMonitorSystemTIANJing-lei，XIAOZhen—yu，JINDe—peng(DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUn

3、iversity,Beijing100084，China)【Abstract】Adesignofvideomonitorsystembasedonpower—savingcameraandUWBisproposedtomeettherequestofhighspeed，smallsizeandlowpowerconsumption．VS6724cameraandSingleCarrierUWB(SC—UWB)areusedtoachieveasmall，power—savingvideomonitordevice，whilemul

4、ti—pathfadingissolvedsimultaneously．VideodecodinganddisplaybasedonPCplatformiseasytomigrate．AnimplementationbasedonFPGAandPCistested，withwellperformanceinscenarioswithdensemulti—pathfadingandhighpowerattenuation．【Keywords】videomonitorsystem；sin~ecarrier；UWB；videocaptu

5、re1引言了验证。超宽带(UltraWideband，UWB)是一种利用低功率2系统总体设计方案谱密度、超高带宽的无线信号实现短距离高速传输的技系统总体设计方案如图1所示。在视频采集与发送术_ll。最近几年，UWB技术不断发展，基于UWB的各种端，使用小型摄像头，配合摄像头适配．完成视频采集。采研究已经取得了诸多成果。另一方面，无线视频监控和集到的视频信号经过UWB基带和射频处理．经由天线一些特殊场景下的应用．对监控系统提出了特殊的要发送。在视频接收与显示端，天线接收到的无线信号经过求，如视频采集设备要体积小、功耗低，监控系统抗干

6、UWB射频和基带接收模块处理以及以太网成帧后发往扰、抗衰落能力要强等。UWB技术在短距离传输时高速PC，由运行在PC上的视频解码与播放软件显示。率、低功耗的特点．为实现以上要求提供了便利。基于UwB的无线视频监控系统有许多设计难点。首先，传统的视频采集设备体积通常较大，且在电池供应用层电的情况下很难工作较长时间，选择合适的视频采集设物理层备对于实现发送端体积与功耗的优化极为重要；其次，特殊场景的传输环境通常伴有较为严重的多径衰落，如何既满足发送端体积与功耗的限制，又实现高质量图1系统总体设计方案的无线传输，是设计UWB无线收发模块

7、必须考虑的。视频采集与发送端的设计应以体积和功耗作为第一此外，对于接收端的视频解码与显示软件，也需要考虑考虑。意法半导体为手机、PDA等设备开发的VS6724摄可移植性与提高显示质量的问题。针对以上设计难点，像头，体积为8．00minx8．00rnmx5．55mm，功耗不超过笔者提出了具体的设计方案，其性能在实际系统中得到500mW，是比较理想的摄像头方案12-3]。VS6724具有1600x$国家“863”计划项目(2009AA011205)N0．08Vo1．342010(SumNo．345)、ⅥⅨ三。日翻瞧硼111200像素分

8、辨力和全面的图像处理功能，支持30f／s钟速率，因此必须采用缓存队列的方式，保证突发数据不(帧／秒)、UXGA格式的图像采集和传输，并内嵌JPEG丢失。经过试验与计算，在帧率25的工作状态下，使用压缩功能嘲，避免了系统对其他视频压缩模块的需求，降2