熱成像儀系統在安卓設備上的應用

劉旭　葛軍.中國科學院上海技術物理研究所　.中國科學院上海技術物理研究所研究員

?

熱成像儀系統在安卓設備上的應用

劉旭1葛軍2
1.中國科學院上海技術物理研究所2.中國科學院上海技術物理研究所研究員

摘要：隨著互聯網的大范圍普及以及計算機網絡和圖像處理技術的發(fā)展，紅外熱成像視頻監(jiān)控技術也有了長足的發(fā)展。本設計首先要做的是實現一個基于DSP+FPGA的視頻監(jiān)控服務器的（DVS）設計，由 TCP/IP協議實現了視頻的網絡輸出，可以達到視頻傳輸的實時性。隨著安卓設備在智能設備的普及，將熱成像儀監(jiān)控視頻在手機等智能設備上顯示并操縱設備將會更加便捷，智能化。

關鍵字：安卓 熱成像儀 視頻監(jiān)控 視頻監(jiān)控服務器

以往紅外視頻監(jiān)控總是依賴有線傳輸，同時需要專門的PC或者顯示設備用以顯示圖像，這在使用過程中很不便，無線網絡傳輸可以克服這一缺點，假如能在安卓智能手機、平板上實時顯示圖像，將會帶來智能化，便攜化。本文實現了熱成像儀在安卓平臺顯示的實時監(jiān)控系統。

1　系統結構簡介

整個系統構架主要包括以下模塊：紅外探測器模塊，視頻采集模塊以及網絡傳模塊，在系統上電之后，紅外探測器的信號通過FPGA把數據傳遞至DSP并緩存在存儲器中，然后DSP通過TCP協議將視頻信號通過以太網LAN或者WIFI傳輸出去，從而構成了視頻服務器，而客戶端只需要按照TCP協議接受數據并解析，就可以實時顯示圖像。

2　Server端設計

服務器端主要負責對視頻的采集，處理和發(fā)送，主板架構主要包括以下幾個模塊：

2.1紅外探測器輸入及信號采集模塊

在本設計中選取探測器型號為UL 03 16 2，紅外探測器讀取電路可以從強背景電流中提取微弱信號，將信息按行電子掃描采樣，并且整合每行的信息，保持并且通過多路器傳遞至輸出端。該紅外探測器的時鐘及內部控制信號由FPGA 產生，其型號為Altera公司的Cyclone II系列EP2C5 系列型號，具有低功耗，高性能的特點。此外探測器的數字輸出信號通過FPC數據總線傳遞至該FPGA的數據IO端口，對紅外探測器信號進行采集并傳輸至 DSP端。

2.2網絡輸出模塊

該模塊是由DM642型號DSP及其外圍設備，比如LXT971ALE，型PHY芯片，IEEE802.3網絡接口或者IEEE802.11無線網絡模塊實現將接收的數據通過以太網將信號發(fā)送出去的，其DSP圖。 在實際開發(fā)工作中，是由TI C6000系列NDK開發(fā)套件實現TCP/IP協議： NDK主要的組件包括：支持TCP/IP協議棧程序庫。其中主要包含的庫有：支持TCP/IP網絡工具的庫，支持TCP/IP協議棧與DSP/BIOS平臺的庫，網絡控制以及線程調度的庫（包括協議棧的初始化以及網絡相關任務的調度）NDK采用緊湊的設計方法，實現了用較少的資源耗費來支持TCP/ IP。首先創(chuàng)建Socket，綁定IP地址和端口值，協議設置為IPv4同時設定掩碼值，設定最大字節(jié)數目，然后創(chuàng)建連接請求，若連接成功則從緩存區(qū)讀取若干字節(jié)發(fā)送出去，否則的話將阻塞在該進程中，同時在緩存區(qū)設置標志位，當緩存區(qū)的數據全部被套接字處理之后，該標志位設置為有效，從而清理緩存區(qū)，從而加載新的視頻數據做進一步處理。

該程序的架構由繼承自Activity類負責用戶操作以及UI的交互，其中Activity重寫的 onCreate方法對該對象進行初始化，在該方法中，通過setContentView（Object）可以設定UI視圖，該對象繼承自SurfaceView 下面是SurfaceView的介紹：SurfaceView相比于View類采取了雙緩沖機制，可以在新的線程中繪制，更新圖像，因此廣泛應用于游戲繪圖，動畫等方面。其使用方法如下：SurfaceView一般會和SurfaceHolder一起使用，SurfaceHolder相當于SurfaceView的控制器，用來操縱surface。處理它的Canvas上畫的效果和動畫，控制表面，大小，像素等。在實際運用過程中，SurfaceHolder提供了Canvas lockCanvas（）用于鎖定畫布，drawBitmap用以繪制圖像，unlockCanvasAndPost）來改變顯示的內容。在SurfaceView的子類中有幾個重寫方法，其中最重要的是surfaceCreated 是進行創(chuàng)建視圖的方法，通過一個線程不斷刷新來實現，通過Tcp協議讀取每一幀圖像的數據，再使用 BitmapFactory類的createbitmap方法生成bmp，然后使 用SurfaceView組件和Canvas把圖像動態(tài)顯示。

3　結論

本實驗設計了基于DSP加FPGA的視頻服務器， 用來網絡輸出熱成像的視頻，并且設計了Android app軟件用以實時觀看視頻，實驗結果完全達到了設計要求。

參考文獻

［1］姜鵬宇.基于DSP的紅外監(jiān)控技術研究及實現［D］成都：電子科技大學，2012

［2］蔡小淳，黎金濤，狄紅衛(wèi).基于TCP的實時網絡視頻監(jiān)控系統的實現.［J］信息技術，2013-（02） -31-35

［3］李剛，瘋狂Android講義M.北京：電子工業(yè)出版社，2013