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LGWL-WD02型 物聯(lián)網視頻監(jiān)控實驗實訓平臺
一、平臺簡介
LGWL-WD02型 物聯(lián)網視頻監(jiān)控實驗實訓平臺是一款基于 TI 系列高性能圖像處理器的物聯(lián)網視頻監(jiān)控技術實驗實訓裝置，配合 SUMSUNG Cortex-A8/A9 智能處理器、多種路視頻監(jiān)控設備以及輔助設備，可以實現(xiàn)多路攝像頭的圖像采集、視頻存儲、視頻播放、視頻傳輸與云臺控制。平臺具有友好的圖形用戶界面，開放源碼，具有詳細的實驗指導書，可作為高校物聯(lián)網專業(yè)“圖像處理與視頻監(jiān)控”研究方向的教學、實驗、實訓平臺。
平臺由實訓桌與控制臺組成，采用全鋼結構，平臺牢固，耐磨；實訓桌底部安裝有帶剎車功能的萬向輪，可以靈活，方便的移動設備；控制臺是實現(xiàn)物聯(lián)網采集與控制的主體，尺寸：長 1470mm×寬 750mm×高 760mm；控制臺主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、基礎學習區(qū)、上位機 PC 機組成；視頻監(jiān)控系統(tǒng)由 DM642、兩路攝像頭以及外圍模塊實現(xiàn)；基礎學習區(qū)主要由嵌入式網關配合外圍電路組成，同時給用戶提供了 ZigBee 學習單元；上位機主要用于系統(tǒng)的編譯，調試，下載燒寫等。整個控制臺集成 433M 頻段、2.4G 頻段 ZigBee、3G、WiFi/BT、GPS 以及音視頻無線傳輸 1.2G 頻段等多種通信網絡；視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的兩種功能：
1、云臺攝像頭、普通監(jiān)控攝像頭采集的視頻數據交替顯示在監(jiān)控器上，嵌入式網關通過 ZigBee 網絡向 DSP 節(jié)點發(fā)送“屏幕開/屏幕關”命令，從而控制 DM642 視頻板卡，實現(xiàn)視頻顯示器的開、關。
2、云臺攝像頭進行正常視頻監(jiān)控時，門磁被觸發(fā)，模擬防區(qū)發(fā)生警情，嵌入式網關接收到報警后，立即通過串口向云臺控制器發(fā)送控制命令，使云臺攝像頭旋轉到預置的角度，對警情區(qū)域重點監(jiān)控。
設備采用 TI 高性能視頻處理器設計，運行嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)，即可完成基礎單元模塊的實驗，又可進行多種視頻處理算法的研究，以及綜合性的圖像處理算法實驗，視頻處理性能更強大。
平臺將視頻處理技術與物聯(lián)網應用相結合，符合物聯(lián)網發(fā)展的*新趨勢。多終端顯示：視頻監(jiān)控畫面既可以在監(jiān)控顯示器上顯示，又可以在嵌入式網關上顯示
三、硬件資源
平臺采用視頻采集處理技術、315M/ZigBee 無線傳感技術、嵌入式網關技術、嵌入式 Linux 開發(fā)技術等，實現(xiàn)多路視頻訪問、視頻壓縮、視頻傳輸、云臺無線控制等，并結合門磁或人體探測器，實現(xiàn)視頻安防監(jiān)控的功能。
四、軟件資源
1、無線傳感器網絡軟件：可以選擇 ZigBee/藍牙/WiFi 無線通信協(xié)議，將傳感器與控制設備組成一個無線傳感器網絡，實現(xiàn)信息的無線傳輸。
2、智能網關無線傳感器網絡管理軟件：處于本地化工作的網關，主要運行嵌入式 Linux 系統(tǒng)或 Android 下的無線傳感器網絡管理軟件，匯聚當前網關管理的ZigBee、Bluetooth、WiFi 等傳感器節(jié)點信息進行數據備份，控制相關的設備。Linux下的網關應用程序是采用 QT4.7.3 函數庫與 QT C++開發(fā)的 GUI 圖形化應用程序界面。
3、DSP 視頻監(jiān)控主板軟件系列：支持 CCStudio v3.1 集成開發(fā)環(huán)境，CCS 軟件下的程序：提供板卡初始化庫、LED 燈控制、SDRAM 存儲系統(tǒng)測試、FLASH 測試、 Boot 測試、UART 測試、音頻測試、視頻采集、視頻輸出、基于 H.264 編碼的視頻采集、壓縮和傳輸等例程；支持云臺攝像頭、普通攝像頭交替視頻采集，顯示在監(jiān)控器上；提供 DM642 視頻監(jiān)控器開關程序；提供 DM642 兩路視頻采集程序。
4、多路視頻智能監(jiān)控管理軟件：軟件涉及串口編程、網絡編程、多線程應用、 QT GUI 編程、數據庫等各個知識點，主要實現(xiàn)兩路視頻圖像采集的顯示、云臺視頻監(jiān)控設備的無線控制等。提供嵌入式 Linux 系統(tǒng)下云臺攝像頭的控制源碼；提供 DM642 視頻安防監(jiān)控程序：門磁觸發(fā)模擬防區(qū)發(fā)生警情，通過 ZigBee 網絡發(fā)送給嵌入式網關，由網關向云臺控制器發(fā)出旋轉命令，使云臺攝像頭旋轉到預置角度，對防區(qū)重點監(jiān)控。
1、ZigBee 無線傳感網實驗
2、Linux 部分實驗
3、視頻監(jiān)控實驗
LGWL-WD02型 物聯(lián)網視頻監(jiān)控實驗實訓平臺是一款基于 TI 系列高性能圖像處理器的物聯(lián)網視頻監(jiān)控技術實驗實訓裝置，配合 SUMSUNG Cortex-A8/A9 智能處理器、多種路視頻監(jiān)控設備以及輔助設備，可以實現(xiàn)多路攝像頭的圖像采集、視頻存儲、視頻播放、視頻傳輸與云臺控制。平臺具有友好的圖形用戶界面，開放源碼，具有詳細的實驗指導書，可作為高校物聯(lián)網專業(yè)“圖像處理與視頻監(jiān)控”研究方向的教學、實驗、實訓平臺。
物聯(lián)網視頻監(jiān)控實驗實訓平臺
二、平臺特點平臺由實訓桌與控制臺組成，采用全鋼結構，平臺牢固，耐磨；實訓桌底部安裝有帶剎車功能的萬向輪，可以靈活，方便的移動設備；控制臺是實現(xiàn)物聯(lián)網采集與控制的主體，尺寸：長 1470mm×寬 750mm×高 760mm；控制臺主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、基礎學習區(qū)、上位機 PC 機組成；視頻監(jiān)控系統(tǒng)由 DM642、兩路攝像頭以及外圍模塊實現(xiàn)；基礎學習區(qū)主要由嵌入式網關配合外圍電路組成，同時給用戶提供了 ZigBee 學習單元；上位機主要用于系統(tǒng)的編譯，調試，下載燒寫等。整個控制臺集成 433M 頻段、2.4G 頻段 ZigBee、3G、WiFi/BT、GPS 以及音視頻無線傳輸 1.2G 頻段等多種通信網絡；視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的兩種功能：
1、云臺攝像頭、普通監(jiān)控攝像頭采集的視頻數據交替顯示在監(jiān)控器上，嵌入式網關通過 ZigBee 網絡向 DSP 節(jié)點發(fā)送“屏幕開/屏幕關”命令，從而控制 DM642 視頻板卡，實現(xiàn)視頻顯示器的開、關。
2、云臺攝像頭進行正常視頻監(jiān)控時，門磁被觸發(fā)，模擬防區(qū)發(fā)生警情，嵌入式網關接收到報警后，立即通過串口向云臺控制器發(fā)送控制命令，使云臺攝像頭旋轉到預置的角度，對警情區(qū)域重點監(jiān)控。
平臺將視頻處理技術與物聯(lián)網應用相結合，符合物聯(lián)網發(fā)展的*新趨勢。多終端顯示：視頻監(jiān)控畫面既可以在監(jiān)控顯示器上顯示，又可以在嵌入式網關上顯示
三、硬件資源
平臺采用視頻采集處理技術、315M/ZigBee 無線傳感技術、嵌入式網關技術、嵌入式 Linux 開發(fā)技術等，實現(xiàn)多路視頻訪問、視頻壓縮、視頻傳輸、云臺無線控制等，并結合門磁或人體探測器，實現(xiàn)視頻安防監(jiān)控的功能。
| 序號 | 區(qū)域 | 描述 |
| 1 |
嵌入式基礎教學區(qū) |
由嵌入式網關、網關板載模塊、以及 6 個網關擴展模塊組成。 網關可選 Cortex-A8 或 A9，含 7 寸電容觸摸屏、可板載 3G/4G、WiFi/BT、GPS 模塊，流暢運行 Android、Linux 系統(tǒng)以及應用程序。 |
| 2 |
網關擴展模塊區(qū) |
針對網關本地應用開發(fā)，包括直流電機、步進電機、繼電器輸出控制、點陣顯示、IPv6主板等。 |
| 3 | 視頻監(jiān)控系統(tǒng) |
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由 DM642 視頻采集主板、兩路攝像頭、視頻發(fā)射器、視頻接收器、視頻顯示屏以及外圍模塊實現(xiàn)；兩路攝像頭：一路帶有云臺控制器，控制接口采用 RS485 總線；一路為普通監(jiān)控攝像頭，可通過視頻收發(fā)器無線傳輸給 DM642主板。 DM642 支持四路視頻輸入，任意切換兩路視頻，顯示在屏幕上。 |
| 4 |
安防區(qū) |
安裝有 315M 頻段的人體感應探測器、門磁探測器，它們均通過 315M-ZigBee 轉換器接入 ZigBee 無線網絡中，實現(xiàn)網絡的統(tǒng)一，方便網關的管理。 |
| 5 |
智能插座 |
主要包括 2 路 86 盒封裝的 ZigBee 強電控制模塊。內部由交直流轉換模塊、ZigBee 通信模塊、以及供電底板組成。 被控設備主要針對市電供電的交流電器。通過接收 ZigBee 控制命令，切斷或閉合交流電器的供電通路，實現(xiàn)電器的遠程開、關操作。 |
1、無線傳感器網絡軟件：可以選擇 ZigBee/藍牙/WiFi 無線通信協(xié)議，將傳感器與控制設備組成一個無線傳感器網絡，實現(xiàn)信息的無線傳輸。
2、智能網關無線傳感器網絡管理軟件：處于本地化工作的網關，主要運行嵌入式 Linux 系統(tǒng)或 Android 下的無線傳感器網絡管理軟件，匯聚當前網關管理的ZigBee、Bluetooth、WiFi 等傳感器節(jié)點信息進行數據備份，控制相關的設備。Linux下的網關應用程序是采用 QT4.7.3 函數庫與 QT C++開發(fā)的 GUI 圖形化應用程序界面。
3、DSP 視頻監(jiān)控主板軟件系列：支持 CCStudio v3.1 集成開發(fā)環(huán)境，CCS 軟件下的程序：提供板卡初始化庫、LED 燈控制、SDRAM 存儲系統(tǒng)測試、FLASH 測試、 Boot 測試、UART 測試、音頻測試、視頻采集、視頻輸出、基于 H.264 編碼的視頻采集、壓縮和傳輸等例程；支持云臺攝像頭、普通攝像頭交替視頻采集，顯示在監(jiān)控器上；提供 DM642 視頻監(jiān)控器開關程序；提供 DM642 兩路視頻采集程序。
4、多路視頻智能監(jiān)控管理軟件：軟件涉及串口編程、網絡編程、多線程應用、 QT GUI 編程、數據庫等各個知識點，主要實現(xiàn)兩路視頻圖像采集的顯示、云臺視頻監(jiān)控設備的無線控制等。提供嵌入式 Linux 系統(tǒng)下云臺攝像頭的控制源碼；提供 DM642 視頻安防監(jiān)控程序：門磁觸發(fā)模擬防區(qū)發(fā)生警情，通過 ZigBee 網絡發(fā)送給嵌入式網關，由網關向云臺控制器發(fā)出旋轉命令，使云臺攝像頭旋轉到預置角度，對防區(qū)重點監(jiān)控。
監(jiān)控器上正常監(jiān)控時的畫面 門磁觸發(fā)時的監(jiān)控畫面
網關上視頻監(jiān)控主界面 云臺攝像頭控制界面
五、典型實驗1、ZigBee 無線傳感網實驗
| ★TI GenericApp 原程序再現(xiàn)； | GenericApp 下多節(jié)點與協(xié)調器的無線傳輸； |
| 基于 GenericApp 的數據傳輸實驗； | GenericApp 下的樹型網絡拓撲建立實驗； |
|
★GenericApp 下溫濕度節(jié)點與協(xié)調器的無 線傳輸； |
★GenericApp 下 ZigBee 節(jié)點數據采集與控制綜 合實驗。 |
| 1. ★網關 Linux 平臺快速建立： | 3. 嵌入式 qtopia2.2.0/qt4 應用程序： |
| 實驗一 Uboot 燒寫 |
實驗一 含 Qtopia2.2.0 與 Qt4.5.2 的根文件系 統(tǒng)制作實驗 |
| 實驗二 Linux 內核燒寫 | |
| 實驗三 燒寫 ubifs 根文件系統(tǒng) | 實驗二 Qt4.5.2 庫編譯實驗 |
| 2. 嵌入式 Linux 開發(fā)環(huán)境的建立: | 實驗三 ★Qt4 應用程序實驗： |
| 實驗一 VMware ubuntu 的安裝 | Qt-creator 環(huán)境建立實驗； |
| 實驗二 交叉編譯鏈與 mkcramfs 的安裝 | Qt-creator 控件使用實驗； |
| 實驗三 安裝 nfs 服務器 | Qt4-hello world 實驗； |
| 實驗四 Linux 內核驅動配置與編譯實驗 |
Qt4.5.2 的 ZigBee 節(jié)點數據采集與控制實驗： 溫濕度、光線、光敏、數字氣壓、繼電器、遙控 按鍵、火焰、雨滴、結露等節(jié)點。 |
|
實驗五 Linux 接口測試實驗： LED 顯示測試、AD 采樣測試、按鍵值檢測 測試、PWM 蜂鳴器測試程序、串口通信實 驗、服務器-客戶端網絡編程實驗； |
|
|
Qt4.5.2 的 ZigBee 節(jié)點控制實驗：開關類設備 控制實驗。 |
| 視頻采集板卡相關實驗 | 網關視頻相關實驗 |
| 實驗一 視頻服務器開發(fā)實驗； | 實驗一 視頻監(jiān)控器屏幕開關控制實驗； |
| 實驗二 多路視頻監(jiān)控實驗； | 實驗二 云臺攝像頭控制實驗； |
| 實驗三 視頻格式壓縮實驗； | 實驗三 網絡攝像機視頻瀏覽實驗 |
| 實驗四 視頻存儲與回放實驗； | 實驗四 網絡攝像機視頻存儲回放實驗 |
