[发明专利]基于CAN总线的多媒体智能传感器网络系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体智能传感器网络系统，特别涉及一种基于CAN总线的多媒体智能传感器网络系统及方法。

背景技术

网络技术的发展使得远程监控和数据采集得到了普及。而智能传感器通常以微处理器为核心，通过传感器能够实现对输入信号进行检测，根据输入信号数值并进行判断和制定决策；通过软件控制设置和实现不同的功能；并通过标准输入输出接口与上位机进行信息交换。智能传感器网络使传感器由单一功能和单一检测发展为多功能和多点检测；从被动检测发展为主动进行信息处理；从就地测量发展为远程实时在线测控。网络化使得传感器可以就近接入网络，传感器与测控设备间再无需点对点连接，大大简化了连接线路，易于系统的维护和扩充。

如今的智能传感器大多以采集文本格式数据为主，如温度、湿度、光照强度、电磁辐射强度、烟雾浓度等等。随着多媒体技术的迅猛发展，视频监控技术在工农业、电力、交通、安防等领域的应用越来越广泛。嵌入式集成音视频监控系统具有很大的发展潜力，以嵌入式处理器为中心，对获取的音视频进行有效编码和传输。结合音视频采集和其它传感器数据采集为一体的智能传感器，更能有效反映出现场环境的真实情况。

目前，对多媒体数据的传输主要以以太网为传输方式。但是用以太网建立较多节点的传感器网络，以太网的CSMA /CD协议无法保证数据传输的实时性要求，其采用超时重发机制，单点的故障容易扩散，造成整个传感器网络系统的瘫痪，对某些恶劣的工业环境的适应能力较差。并且，针对一些传感器节点分布范围较广较分散的场景，布设以太网所需成本较高，节点接入网络不方便。而针对一些无需连续地频繁地采集视频数据并进行大量数据传输的场合，以太网的网速优势并不能完全发挥出来。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足，提出基于CAN总线的多媒体智能传感器网络系统及方法。

基于CAN总线的多媒体智能传感器网络系统是：多个上位机通过以太网适配卡与多媒体传感器网络监控中心服务器用以太网的方式相连接，每个上位机分别通过CAN总线适配卡以CAN总线的方式与CAN总线多媒体传感器子网络相连接，每个CAN总线多媒体传感器子网络由多个多媒体智能传感器节点通过节点上的网络接口模块以CAN总线方式连接；所述的多媒体智能传感器节点由电源模块、数据采集模块、数据处理模块和网络接口模块构成；数据采集模块电路由温度湿度传感器芯片、外置模拟摄像头、PAL模拟信号视频解码器、麦克风、差分电路构成，摄像头模拟视频信号输出与视频解码器相接，麦克风信号输出与差分电路相接，数据处理模块电路以数字多媒体SoC处理器、DDR存储器和NAND Flash存储器构成，数字多媒体SoC处理器通过DDR接口与DDR存储器相接，通过AEMIF接口与NAND Flash存储器相接，网络接口模块电路由CAN总线控制器与带电源和信号隔离的CAN总线收发驱动器构成，CAN总线控制器的数据收发数据线与CAN总线收发驱动器相连，CAN总线收发驱动器的CAN信号线与CAN总线相连，嵌入式数字媒体SoC处理器通过I2C接口和Video Port接口与视频解码器相接，通过MIC Port接口与差分电路相连，通过GPIO通用输入输出口与温度湿度传感器相连，通过SPI接口与CAN总线控制器相连，电源模块为其它模块的各个部分提供电源，摄像头的模拟视频信号输入到视频解码器，视频解码器将视频信号进行数模转换并将数字视频信号传送到SoC处理器的Video Port接口，SoC处理器通过I2C总线控制视频解码器，麦克风采集的音频信号经过差分电路输入到SoC处理器的MIC Port接口，SoC处理器通过GPIO以温度湿度传感器的读写时序读取温湿度数据，通过SPI接口与CAN总线控制器之间进行数据的发送和接收，每个智能传感器节点都具有现场音视频和温湿度进行采集、处理和分析的功能。

基于CAN总线的多媒体智能传感方法的步骤如下：

1）多媒体智能传感器网络节点设定独有的CAN ID地址，上位机按照数据通信协议通过节点的独有CAN ID地址访问节点，对节点发送执行各种功能的命令，并依据ID地址接收各节点发送的现场数据；

2）上位机按照数据通信协议通过CAN总线发送命令进行查询和设置多媒体智能传感器节点的各种状态参数和功能参数，即节点ID地址、系统时钟、图象采集分辨率、音视频参数、CAN通信速率、视频OSD、报警情况；