基于ARM11的井下多媒体数据处理终端

作     者：罗文静 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李文峰

授予年度：2010年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：数据处理终端 多媒体信号 本质安全 ARM11 

摘      要：随着矿山多媒体通信技术的发展，其对监控质量、图像无线传输等高级功能的要求日益迫切，从而对多媒体通信终端提出更多更高的要求。针对国内矿用多媒体通信终端存在的图像压缩质量不高(多如352×288清晰度)、光照度适应范围小，不适合井下全黑(0Lux)工作环境等缺点，设计了一种符合本质安全要求、能适应井下全黑(0Lux)工作环境、同时具有高清图像压缩质量(D1级别，VGA640×480)，视频及音频数据无线传输能力的基于ARM11的井下多媒体数据处理终端，使其在矿山安全监控、应急救援等需要多媒体通信服务的场合能够发挥更大的作用。 井下多媒体数据处理终端采用基于ARM11体系结构的Samsung公司的S3C6410作为主处理器，同时配以128MB的Mobile DDR SDRAM和128MB的NAND Flash作为外部扩展存储器存储启动代码、系统信息等数据，4G容量的TF卡作为辅助存储器存储大量的视频、语音数据。视频采集前端采用辅助白光照明的微光夜视仪，通过18mm超二代微光像增强器采用光锥直接耦合方式与CMOS传感器耦合，实现全黑工作环境的图像采集，并经处理器内部的H.264编解码器处理，能够在640×480分辨率的TFT-LCD高清屏显示。语音数据通过音频CODEC芯片完成音频数据的编解码处理。本设计遵循WiFi和Mini USB通信协议，实现了视频、音频数据的无线/有线传输。系统电源采用低电压(≤3.3V)设计方案，满足本质安全型设计要求的同时，实现了设备的低功耗(仅为3.5W)。通过六层PCB板设计、电磁兼容性简单设计及用专用器件实现ESD防护的设计，大大增加了设备的可靠性。 在设计的测试中，除了各种电气性能满足要求外，可以完成普通环境和模拟全黑环境下的图像采集，实现了视频数据的高清显示及音频数据的处理。实验表明基于ARM11的井下多媒体数据处理终端可以实现高清视频图像、音频数据的采集、处理、显示、存储和传输，具有较高的应用价值和研究意义。