主控芯片選取的是Imagia公司的MCP4010-32位RISC嵌入式微處理器，見圖3。它使用．ARM 922 T核，工作頻率高達200 MHz，內(nèi)部帶有存儲器管理單元(MMU)，具有高性能、低功耗、接口豐富和體積小等優(yōu)良特性，是視頻采集和處理模塊的核心，可達到D1分辨率實時編碼壓 縮的效能。
無線傳輸模塊采用Ralink公司提供的RT2561芯片方案的無線網(wǎng)卡，符合IEEE 802．11b／g／n標準，傳輸速率高達128 Mb／s(自適應(yīng))。支持標準32位Mini-PCI接口；具有MIMO天線技術(shù)，使傳輸更穩(wěn)定距離更廣；支持Windows／Linux／WinCE等 操作系統(tǒng)；工作頻率范圍為2．412～2．484 GHz；傳輸功率為18 dBm(典型值)。MCU4010和MCP440A如圖4所示，RT2561如圖5所示。
3 軟件設(shè)計
該設(shè)計采用基于Web服務(wù)器的B／S(Browser／Server)服務(wù)機制，B／S服務(wù)機制是隨著Internet技術(shù)的興起，對 C／S(Client／Server)服務(wù)機制的改進，由于其先進的開發(fā)技術(shù)、優(yōu)越的可管理性和可維護性及簡單方便的應(yīng)用模式，正成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)最流行 的應(yīng)用方式。它能將地面站的視頻偵察系統(tǒng)控制、偵察視頻瀏覽、開關(guān)量的控制、攝像云臺控制等在IE瀏覽器中予以實現(xiàn)，不用另行安裝軟件，使視頻偵察系統(tǒng)的 操作、配制簡單化，實現(xiàn)了跨平臺性，客戶端在普通PC機、PDA等操作系統(tǒng)上均能運行，非常適合戰(zhàn)術(shù)無人機的野外作業(yè)。下面分別介紹本系統(tǒng)服務(wù)器端和客戶 端的主要功能：
(1)服務(wù)器端主要功能：響應(yīng)Web連接服務(wù)，采集視頻數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。
(2)機載微處理器作為服務(wù)器，響應(yīng)客戶端的連接請求，并提供ActiveX控件的下載，利用Linux視頻子系統(tǒng)提供的API函數(shù)編寫數(shù)據(jù)采集代碼， 接收MPG-440A傳送的MPEG-4格式二進制視頻數(shù)據(jù)。將接收到的數(shù)據(jù)整理后，通過Socket通訊以組播方式通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到瀏覽器客戶端。
(3)客戶端部分的主要功能：連接機載Web服務(wù)器并下載ActiveX控件。
(4)為了減輕視頻服務(wù)器客戶端操作的負擔，提高軟件升級和維護的方便性，設(shè)計中將地面站的視頻圖像接收和視頻圖像顯示部分封裝在ActiveX控件 中，在運行Linux的ARM串臺上移植嵌入式Web服務(wù)器Boa，響應(yīng)地面站的連接請求，并將ActiveX控件嵌入到網(wǎng)頁中發(fā)布。地面站通過瀏覽器訪 問Web服務(wù)器時，ActiveX控件就會經(jīng)過網(wǎng)頁傳輸?shù)娇蛻舳瞬⒆詣酉螺d安裝。一旦視頻偵察系統(tǒng)服務(wù)器端部分和ActiveX控件建立通信，就可通過 Socket進行視頻數(shù)據(jù)的組播傳輸，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控。
4 飛行實驗
該系統(tǒng)在某戰(zhàn)術(shù)無人機上進行了搭載飛行試驗，飛行高度約為200 m，攝像鏡頭的視角45°，平均飛行速度約為15 m／s。發(fā)射模塊將攝像頭拍攝到的數(shù)字視頻信號實時發(fā)送回地面，通過瀏覽器顯示的視頻截圖如圖6所示。機載飛行試驗表明，在3 km范圍內(nèi)，機載攝像與無線傳輸系統(tǒng)能較好地完成MAV攝像和傳輸任務(wù)，該系統(tǒng)尺寸小、重量輕、功耗低、工作穩(wěn)定，滿足MAV有效載荷的基本要求。但由于 無人機本身的重量輕，慣性很小，在低速飛行狀態(tài)時，氣流擾動和機體本身的振動對攝像和傳輸?shù)馁|(zhì)量有影響，還需適當采取減振措施，減少圖像在傳輸過程中產(chǎn)生 的抖動。
5 結(jié)語
本文設(shè)計的基于ARM的嵌入式微小型無人機無線數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計和Linux下的軟件設(shè)計。該系統(tǒng)在MCU4010嵌入式微處理器的協(xié)調(diào) 和調(diào)度下統(tǒng)一工作，采甩專用MPEG-4音視頻編碼芯片MPG-440A將采集生成的數(shù)字視頻予以編碼壓縮處理，穩(wěn)定可靠，成本低，采用B／S結(jié)構(gòu)設(shè)計， 以組播方式傳輸，節(jié)省系統(tǒng)資源，易于維護，升級方便，使用簡單。通過機載實驗證明該系統(tǒng)基本滿足微小型無人機的要求，能夠做到實時傳輸回無人機偵察范圍內(nèi) 的視頻圖像。
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