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

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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展，紅外熱成像視頻監控技術也有了長足的發展。本設計首先要做的是實現一個基于DSP+FPGA的視頻監控服務器的（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 視頻監控 視頻監控服務器

以往紅外視頻監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送出去的，其DSP圖。 在實際開發工作中，是由TI C6000系列NDK開發套件實現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，設定最大字節數目，然后創建連接請求，若連接成功則從緩存區讀取若干字節發送出去，否則的話將阻塞在該進程中，同時在緩存區設置標志位，當緩存區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，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.基于TCP的實時網絡視頻監控系統的實現.［J］信息技術，2013-（02） -31-35

［3］李剛，瘋狂Android講義M.北京：電子工業出版社，2013