内容发布更新时间 : 2024/11/16 17:54:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1. DSP图像处理
1.1 DSP简介
数字信号处理器DSP是嵌入系统的一个子系统，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法，它具有运算速度快、可靠性高、支持高速大容量存储器，性能价格比高、编程灵活等突出优点，在通信、网络、语音、图像、雷达、生物医学、工业控制、仪器仪表等许多领域得到广泛的应用。
DSP在图像处理上的优势：与传统的采用视频采集卡进行图像处理相比，DSP在图像处理中有很多优势；当前许多系统中，采用视频采集卡进行图像的处理及转换，基本上是由ASIC芯片实现，这样的系统致命的弱点就是灵活性差、升级困难，相应的成本增加；对于视频采集卡适用通用可编程DSP芯片，由于其可编程性及强大的处理能力，使得这样的系统有很高的性价比。所以基于DSP的嵌入式系统必将在图像处理尤其是实时图像处理系统中居于主导地位。
DSP芯片在图像处理领域的典型应用有数码相机、数字机顶盒、网络摄像机、DVD图像压缩卡、网络移动可视电话、人体生物特征识别(指纹识别、人眼虹膜识别）、运动目标检测、警戒和跟踪等。
DSP的结构特点：(1) 硬件乘法器，在通用的微处理器内部实现乘法操作，一般要用到100多个的时钟周期，非常浪费时间。而在DSP的内部，由于其设有独立的、专门用来完成乘法操作的硬件乘法器，因此进行乘法运算的速度很高。内部独有的乘法指令可以在单周期内完成数字滤波、卷积优化、相关运算等算法中的大量重复乘法。(2) 总线结构，传统的微处理器通常采用冯诺曼总线结构，这种结构的程序及数据总线是共享的，程序指令只能串行执行。而DSP采用改进的哈佛结构：即它具有数据和程序两条内部总线，程序和数据的存储空间是分开的，分别有各自的地址及数据总线，因此取指和读数能够同时进行，这就大大的提高了程序的运行效率。(3) JTAG标准测试接口，该接口主要用于对DSP进行片上仿真，以及对编写好的程序进行下载。(4) 多功能单元，为了进一步提高程序的执行速度，DSP 还在内部设置了多个能够并行操作的功能单元，这就使得DSP能够在同等的时间内完成更多的操作。(5) 专用寻址单元，DSP主要是面向数据的密集型应用，因此，随着数据访问次数的增加，数据地址的计算时间也必然会线性的增长。如果我们不在地址的计算上面做一些特殊的考虑，那么将有可能导致计算地址的时间比实际的操作时间还要长。因此DSP又增加了地址产生器。地址产生器可以与ALU（算术逻辑单元）并行工作，
不另外占用CPU的时间。(6) 独立的DMA总线控制器，DSP内部集成了一组或多组独立的DMA总线，该总线可以与CPU的数据、程序总线并行工作，不额外占用CPU的时间。 (7) 采用流水线作业，指令的执行分为取指、译码、取数、执行等步骤，它们分别由片内的不同功能单元来独立完成。这就相当于并行执行多条指令，因此极大的提高了运算速度。
1.2 硬件介绍
做图像处理涉及到芯片及作用简介：做图像处理主要用到复合视频输入和输出、DDR2、FLASH和视频解码芯片TVP5146。复合视频就是摄像头过来的模拟信号，然后经过视频编解码芯片TVP5146转换成YUV422格式的数字信号；DDR2主要用来做动态数据存储，本版卡的DDR2内存容量是128MByte,容量比较大；FLASH用来存储程序的，DDR2主要是用来运行程序的，暂时缓存结果，掉电后数据丢失。
1.3 图像采集和处理过程
CCD摄像头直接与视频解码芯片TVP5146相连，经由TVP5146将采集到的彩色模拟图像数据转换成YUV422格式的数字图像数据 ，接着就是主处理器DM6437对视频编解码芯片处理过后的数据进行相关的图像处理算法的运算，最后得到相关的结果再输出。
1.4 图像视频处理三大趋势
（1）静态图像处理 → 动态视频处理，静态图像处理简单，算法精度高；无实时性，直观程度差，友好程度差。
（2）PC机 → 嵌入式，PC机处理能力强；体积大，环境适应力差，“系统成本”高。 （3）视频监控 → 智能视频监控，人眼分辨能力有限，需要视频分析辅助，尤其是特殊场合；智能视频监控是视频监控技术发展的必然。
1.5 智能照明的必要性
电能供应面临危机，电能是众多能源中的一种，虽然自改革开放以来我国的电力事业得到了飞速的发展，但是电能的供应仍然不足，究其原因主要是：一方面是我国的用电效率非常低；另一方面是有些产业的发展势头过强，超出了电能资源的承受能力；再一方面就是人们的节电意识淡薄所导致的电能严重浪费。
1.6 智能照明的优势
智能照明的优势：具有良好的扩展性；优异的可移植性；维护方便、费用低；减少学校的电能支出。
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1.7 基于图像处理技术智能照明系统的优越性
为了弥补传统的、基于红外及照度传感技术的智能照明系统的缺陷，将图像处理技术应用到智能照明控制系统中来，通过CCD摄像头采集教室的视频图像数据，然后将采集的数据通过相应的图像处理及识别算法计算出教室的照度及人员情况，从而实现对灯具的智能控制。与以往智能照明控制系统相比，此系统大大降低了在工程布线以及传感器安装方面的工作量，同时也避免了外界环境的各种干扰，将人员误识别的现象降到最低，具有很高的可靠性。我们可以看出，将图像处理技术应用到智能照明控制系统中来，不但顺应了时代的发展趋势，同时具有极大的可行性。
2. RJ-45网线中水晶头的制作
21世纪是个网络大爆炸的时代，人们每天都在访问Internet。在连接网络的过程中，网线起着不可估量的作用，在此次实验中，我们学习了如何制作网线中的水晶头。
2.1 直通RJ-45接头的制作
在连接不同类的设备时，用直通线，比如PC和路由器、PC和交换机、交换机和路由器之间，先面试具体的制作步骤：
第1步：用双绞线网线钳把五类双绞线的一端剪齐，然后把剪齐的一端插入到网线钳用于剥线的缺口中，稍微握紧压线钳慢慢旋转一圈
第2步：剥除外包皮后即可见到双绞线网线的4对8条芯线，并且可以看到每对的颜色都不同。每对缠绕的两根芯线是由一种染有相应颜色的芯线加上一条只染有少许相应颜色的白色相间芯线组成。四条全色芯线的颜色为：棕色、橙色、绿色、蓝色。
先把4对芯线一字并排排列，然后再把每对芯线分开，并按统一的排列顺序排列。注意每条芯线都要拉直，并且要相互分开并列排列，不能重叠。然后用网线钳垂直于芯线排列方向剪齐（不要剪太长，只需剪齐即可）。
第3步：左手水平握住水晶头，然后把剪齐、并列排列的8条芯线对准水晶头开口并排插入水晶头中， 确认所有芯线都插到水晶头底部后，即可将插入网线的水晶头直接放入网线钳压线缺口中，水晶头放好后即可压下网线钳手柄，一定要使劲，使水晶头的插针都能插入到网线芯线之中，与之接触良好。
两端都做好水晶头后即可用网线测试仪进行测试，如果测试仪上8个指示灯都依次为绿色闪过，证明网线制作成功。
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2.2 交叉线的制作
在连接相通的设备时，如PC与PC、交换机与交换机、路由器与路由器等，需要用交叉线连接。交叉线的制作步骤大体与直通线一致，只不过某几条线的位置需要交换，不同之处具体如下：
交叉网线的芯线排列规则是：网线一端的第1脚连另一端的第3脚，网线一端的第2脚连另一头的第6脚，其他脚一一对应即可
例如，当线的一端从左到右的芯线顺序依次为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕时，另一端从左到右的芯线顺序则应当依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕。当线的一端从左到右的芯线顺序依次为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕时，另一端从左到右的芯线顺序则应当依次为：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。
2.3 实验注意事项
剥线在网线的制作过程中算是一个难点，在剥双绞线外皮时，手握压线钳要适当，剥线刀刃口间隙过小，就会损伤内部线芯，甚至会把线芯剪断；剥线刀刃口间隙过大，就不能割断双绞线的外皮。压线就是把排列并剪好的双绞线压入水晶头的过程。这步操作也是本节课的一个重点。关键在于水晶头接头处，双绞线的外保护层需要插入水晶头5mm以上，而不能在接头外，因为当双绞线受到外界的拉力时受力的是整个电缆，否则受力的是双绞线内部线芯和接头连接的金属部分，容易造成脱落。
3. 路由器配置
3.1 路由器的概念
路由器：连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。 路由器英文名Router，路由器是互联网络的枢纽、\交通警察\。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。
路由器是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络，也可以
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说，路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此，在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个 Internet 研究的一个缩影。
3.2 路由器的配置
路由器在计算机网络中有着举足轻重的地位，是计算机网络的桥梁。通过它不仅可以连通不同的网络，还能选择数据传送的路径，并能阻隔非法的访问。路由器的配置如图2-1。
RouterA E0 S1 S0 RouterC E0 1900A S0 To0 S0 RouterB E0 To0
图2-1 路由器配置
routerA的配置 router>enable router#config t
router(config)#hostname A A(config)# int e0
A(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 A(config-if)# no shut A(config-if)# int s0
A(config-if)# ip address 172.16.20.1 255.255.255.0 A(config-if)# no shut A(config-if)# ^z A> enable A# config t
A(config)# ip route 172.16.30.0 255.255.255.0 172.16.20.2 A(config)# ip route
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