热成像仪系统在安卓设备上的应用

刘旭　葛军.中国科学院上海技术物理研究所　.中国科学院上海技术物理研究所研究员



热成像仪系统在安卓设备上的应用

刘旭1葛军2
1.中国科学院上海技术物理研究所2.中国科学院上海技术物理研究所研究员

摘要：随着互联网的大范围普及以及计算机网络和图像处理技术的发展，红外热成像视频监控技术也有了长足的发展。本设计首先要做的是实现一个基于DSP+FPGA的视频监控服务器的（DVS）设计，由 TCP/IP协议实现了视频的网络输出，可以达到视频传输的实时性。随着安卓设备在智能设备的普及，将热成像仪监控视频在手机等智能设备上显示并操纵设备将会更加便捷，智能化。

关键字：安卓 热成像仪 视频监控 视频监控服务器

以往红外视频监控总是依赖有线传输，同时需要专门的PC或者显示设备用以显示图像，这在使用过程中很不便，无线网络传输可以克服这一缺点，假如能在安卓智能手机、平板上实时显示图像，将会带来智能化，便携化。本文实现了热成像仪在安卓平台显示的实时监控系统。

1　系统结构简介

整个系统构架主要包括以下模块：红外探测器模块，视频采集模块以及网络传模块，在系统上电之后，红外探测器的信号通过FPGA把数据传递至DSP并缓存在存储器中，然后DSP通过TCP协议将视频信号通过以太网LAN或者WIFI传输出去，从而构成了视频服务器，而客户端只需要按照TCP协议接受数据并解析，就可以实时显示图像。

2　Server端设计

服务器端主要负责对视频的采集，处理和发送，主板架构主要包括以下几个模块：

2.1红外探测器输入及信号采集模块

在本设计中选取探测器型号为UL 03 16 2，红外探测器读取电路可以从强背景电流中提取微弱信号，将信息按行电子扫描采样，并且整合每行的信息，保持并且通过多路器传递至输出端。该红外探测器的时钟及内部控制信号由FPGA 产生，其型号为Altera公司的Cyclone II系列EP2C5 系列型号，具有低功耗，高性能的特点。此外探测器的数字输出信号通过FPC数据总线传递至该FPGA的数据IO端口，对红外探测器信号进行采集并传输至 DSP端。

2.2网络输出模块

该模块是由DM642型号DSP及其外围设备，比如LXT971ALE，型PHY芯片，IEEE802.3网络接口或者IEEE802.11无线网络模块实现将接收的数据通过以太网将信号发送出去的，其DSP图。 在实际开发工作中，是由TI C6000系列NDK开发套件实现TCP/IP协议： NDK主要的组件包括：支持TCP/IP协议栈程序库。其中主要包含的库有：支持TCP/IP网络工具的库，支持TCP/IP协议栈与DSP/BIOS平台的库，网络控制以及线程调度的库（包括协议栈的初始化以及网络相关任务的调度）NDK采用紧凑的设计方法，实现了用较少的资源耗费来支持TCP/ IP。首先创建Socket，绑定IP地址和端口值，协议设置为IPv4同时设定掩码值，设定最大字节数目，然后创建连接请求，若连接成功则从缓存区读取若干字节发送出去，否则的话将阻塞在该进程中，同时在缓存区设置标志位，当缓存区的数据全部被套接字处理之后，该标志位设置为有效，从而清理缓存区，从而加载新的视频数据做进一步处理。

该程序的架构由继承自Activity类负责用户操作以及UI的交互，其中Activity重写的 onCreate方法对该对象进行初始化，在该方法中，通过setContentView（Object）可以设定UI视图，该对象继承自SurfaceView 下面是SurfaceView的介绍：SurfaceView相比于View类采取了双缓冲机制，可以在新的线程中绘制，更新图像，因此广泛应用于游戏绘图，动画等方面。其使用方法如下：SurfaceView一般会和SurfaceHolder一起使用，SurfaceHolder相当于SurfaceView的控制器，用来操纵surface。处理它的Canvas上画的效果和动画，控制表面，大小，像素等。在实际运用过程中，SurfaceHolder提供了Canvas lockCanvas（）用于锁定画布，drawBitmap用以绘制图像，unlockCanvasAndPost）来改变显示的内容。在SurfaceView的子类中有几个重写方法，其中最重要的是surfaceCreated 是进行创建视图的方法，通过一个线程不断刷新来实现，通过Tcp协议读取每一帧图像的数据，再使用 BitmapFactory类的createbitmap方法生成bmp，然后使 用SurfaceView组件和Canvas把图像动态显示。

3　结论

本实验设计了基于DSP加FPGA的视频服务器， 用来网络输出热成像的视频，并且设计了Android app软件用以实时观看视频，实验结果完全达到了设计要求。

参考文献

［1］姜鹏宇.基于DSP的红外监控技术研究及实现［D］成都：电子科技大学，2012

［2］蔡小淳，黎金涛，狄红卫.基于TCP的实时网络视频监控系统的实现.［J］信息技术，2013-（02） -31-35

［3］李刚，疯狂Android讲义M.北京：电子工业出版社，2013