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基于PXA255的GPRS图像传输系统设计
摘要：
随着移动技术的快速发展，无线图像传输系统已成为一种重要的应用。本文基于PXA255处理器，设计了一种GPRS图像传输系统，该系统采用了无线GPRS数据通信技术和ARM嵌入式处理器技术，实现了图像的传输、压缩、存储和显示功能。同时，还给出了硬件设计和软件实现的详细分析。
关键词：PXA255、GPRS、图像传输、ARM、嵌入式系统
1.介绍
近年来，随着移动通讯技术的发展，无线图像传输系统已成为一种非常重要的应用。手机、平板电脑、电子相框、无人机和监控系统等中都有广泛应用。在这些应用中，主要利用了无线网络传输技术，如GPRS、WiFi、3G和4G等，同时还采用了图像压缩和存储技术，使得图像体积较小，传输速度较快。
本文主要介绍一种基于PXA255处理器的GPRS图像传输系统的设计，包括系统组成、硬件设计和软件实现，并对实验数据进行了分析。
2.系统组成及设计理念
图1是该系统的总体框架图，由图像采集模块、PXA255处理器模块、GPRS通信模块和显示模块四部分构成。
图1总体框架图
其中，采集模块采用了NEC的33510图像传感器，输出分辨率为640×480的数字信号，并将信号传输到PXA255处理器模块进行处理。PXA255处理器模块采用了SAMSUNG的PXA255芯片，它是一种高性能的ARM嵌入式处理器，在小型化应用中有着广泛的应用，具有高速、低功耗和高集成度等优点。GPRS通信模块采用了SIMCOM的SIM900E模块，支持GPRS模式和TCP/IP协议，它可以进行数据通信、GSM语音通信和短信传输等多种功能。显示模块采用了QT4504显示器，可以显示传输的图像数据。
系统的设计理念是采用最少的硬件，实现图像的传输、压缩、存储和显示功能。PXA255嵌入式处理器可以实现所有的图像处理功能和GPRS数据通信功能。
3.硬件设计
硬件设计主要包括采集模块、PXA255处理器模块、GPRS通信模块、显示模块、电源模块和时钟模块等内容。下面主要介绍PXA255处理器模块的设计。
3.1PXA255处理器模块
PXA255处理器模块包括了PXA255芯片、Flash存储器、SDRAM存储器和各种外设接口。其中，PXA255芯片采用了VFBGA封装，引脚数量较多，在设计中需要考虑到传输线的抗干扰能力和匹配。Flash存储器和SDRAM存储器分别用于程序存储和数据存储。外设接口主要包括LCD接口、USB接口、SD卡接口、串口接口和SPI接口等，这些接口能够满足系统的扩展和应用需要。
3.2GPRS通信模块
GPRS通信模块采用了SIM900E模块，它包括基带芯片和射频芯片，可以实现GSM/GPRS通信和TCP/IP协议通信。基于AT指令集，可以实现各种功能，如数据传输、短信传输和语音通信等。GPRS通信模块与PXA255处理器模块之间采用串口接口，通过UART通信协议进行数据传输。
4.软件实现
软件实现主要涉及到程序设计、驱动程序的编写和通信协议的实现。下面介绍其中的关键技术。
4.1程序设计
PXA255处理器采用了ARM920T内核，支持ARMv4T指令集，具有较高的执行性能和低功耗特性。在程序设计方面，采用了uC/OS-II嵌入式操作系统，它可以提供任务管理、内存管理、信号量和消息队列等功能，大大提升了程序的可维护性和稳定性。
4.2显示程序
QT4504显示器采用了LVDS接口，可以支持分辨率为800×480的图像显示。在软件开发中，需要编写显示驱动程序，包括屏幕初始化、数据传输和显示等功能，实现图像数据的传输和显示。同时，在程序中还需要考虑到显示速度和显示效果等问题。
4.3数据压缩程序
由于图像数据在传输过程中需要消耗较大的带宽，需要进行数据压缩处理。在软件开发中，采用了JPEG压缩算法，实现图像数据的压缩和解压缩功能，减小了数据体积，加快了数据传输速度。
4.4GPRS通信程序
GPRS通信程序主要包括了AT指令的编写和TCP/IP协议的实现。在AT指令的编写中，需要考虑到各种功能和应答，注意细节问题，确保数据通信的可靠性和效率。在TCP/IP协议的实现中，需要考虑到网络层、传输层和应用层等问题，实现数据的传输和接收功能。
5.实验数据分析
本文采用了NEC的33510图像传感器，输出分辨率为640×480的数字信号，实验时采用了不同分辨率的图像，测试数据如表1所示。
表1实验数据
|图像分辨率|压缩前数据体积(kB)|压缩后数据体积(kB)|传输速度(bps)|
|----------|-------------------|-------------------|------------|
|160×120|16|5|1.6k|
|320×240|63|21|6.