臺灣博碩士論文加值系統

藍芽技術是一個能提供通行全世界的無線傳輸標準，屬於短距離(10~100公尺)、低功率、低成本的多功能通訊協定。藍芽使用跳頻展頻 (Frequency Hopping Spread Spectrum )、分時多工(Time Division Multi-Access)之無線通訊技術，再加上以個人識別碼(PIN Code)產生secret keys的機制，使藍芽技術不但能抗雜訊干擾並具有極佳的資料保密能力。
綜合上述特性，不論是對於“視訊監視系統”所強調的通道穩定性、資料保密性或設備維護方便性作考量，Bluetooth都相當適合應用於視訊監控系統。因此，本論文最終目的，即為實現影像擷取、影像壓縮，最後再通過藍芽模組將影像傳送至Video Server。
論文中將以藍芽無線傳輸技術，整合CCD Sensor 、影像壓縮晶片，實作出藍芽視訊監控系統。在藍芽通訊協定中，必須實現數個常用的Profiles，其中包含Serial Port Profile、Service Discovery Application Profile以及Generic Access Profile來建立藍芽上層無線傳輸通道並傳輸影像資料。

The Bluetooth technology is a wireless communication standard which can be applied around the world. It is a multi-function communication protocol with short distance (10 ~ 100 meter), low power and low cost. Bluetooth uses Frequency Hopping Spread Spectrum and Time Division Multi-Access skills, furthermore, a mechanism derived the secret keys from the PIN Code leads Bluetooth technology to maintain its high capability in anti-radio noise and data security.
Summarizing the above characteristics, with the demands of “Video Surveillance System” for the channel stability, data confidentiality or the convenience of device maintenance, the Bluetooth technology is adapted to be a solution for the “Video Surveillance System”. Therefore, the purpose of this thesis is to realize image capture, image compress, then transmitting them to the remote Video Server by the Bluetooth module.
This thesis will contain the experiments which integrated CCD Sensor, image compressed chip through the Bluetooth technology to realize the “Bluetooth Video Surveillance System”. According to the Bluetooth protocol stack, these experiments will accomplish some regular profiles, such as Serial Port Profile, Service Discovery Application Profile and Generic Access Profile, which are used to build up the upper transmission channel for video data transmission.

摘要 III
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VIII
第1章 前言 1
1.1 背景與研究動機 1
1.2 論文架構 2
第2章 相關知識研究 3
2.1 藍芽技術介紹 3
2.1.1 藍芽通訊協定概述 4
2.1.2 藍芽電波發射層(Bluetooth Radio) 5
2.1.3 藍芽核心協定 5
2.1.3.1 Baseband 5
2.1.3.2 LMP (Link Manager Protocol) 6
2.1.3.3 L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) 6
2.1.3.4 SDP (Service Discovery Protocol) 7
2.1.4 電纜替代協定RFCOMM 9
2.1.5 電話傳送控制協定TCS 10
2.1.6 Bluetooth Profiles 10
2.1.6.1 GAP (Generic Access Profile) 11
2.1.6.2 SDAP (Service Discovery Application Profile) 12
2.1.6.3 SPP (Serial Port Profile) 13
2.2 JPEG影像壓縮技術簡介 14
2.2.1 JPEG影像壓縮技術概述 14
2.2.2 JPEG影像壓縮技術的分類 15
2.2.3 JPEG編碼系統架構 16
2.2.3.1 色像轉換(Color Transformation) 17
2.2.3.2 取樣(Sampling) 18
2.2.3.3 離散餘弦轉換(Discrete Cosine Transformation) 21
2.2.3.4 量化(Quantization) 22
2.2.3.5 編碼(Encode) 24
2.2.3.6 輸出壓縮後影像(Output) 26
第3章 藍芽視訊監控系統簡介 27
3.1 系統概述 27
3.2 系統特色 27
3.3 硬體架構 29
3.3.1 CCD Camera端架構 32
3.3.1.1 CCD Sensor and VIP — SONY CXD3141R 32
3.3.1.2 JPEG Compression Chip — Winbond W9968CF 33
3.3.1.3 Microcontroller — Winbond W77E532 35
3.3.1.4 Bluetooth Module — CSR BC02 39
3.3.2 Video Server端架構 42
3.3.2.1 Personal Computer 42
3.3.2.2 Bluetooth Module — CSR BC02 42
3.4 軟體架構 43
3.4.1 CCD Camera端軟體架構 43
3.4.2 Video Server端軟體架構 45
第4章 系統實作 47
4.1 CCD Camera硬體設計 47
4.1.1 CCD Camera之中央處理單元與基本周邊電路 48
4.1.2 影像擷取與處理 49
4.1.3 影像壓縮與儲存 50
4.1.4 壓縮影像之無線傳輸 52
4.2 CCD Camera軟體動作流程 53
4.2.1 系統初始化 53
4.2.1.1 CXD3141R初始化 54
4.2.1.2 W9968CF初始化 55
4.2.1.3 BlueCore 02初始化 56
4.2.2 藍芽連線建立 59
4.2.2.1 CCD Camera端註冊藍芽服務 59
4.2.2.2 CCD Camera與Video Server建立ACL連線 60
4.2.2.3 CCD Camera與Video Server建立RFCOMM連線 62
4.2.3 影像傳送 63
4.3 Video Server軟體動作流程 64
4.3.1 系統初始化 64
4.3.2 藍芽連線建立 67
4.3.3 影像接收 67
第5章 系統操作 68
5.1 CCD Camera操作步驟 68
5.2 Video Server操作步驟 69
5.2.1 Initialize 69
5.2.2 Inquiry 70
5.2.3 Service Search 71
5.2.4 Connect to Server Channel 72
5.2.5 Disconnect 74
5.2.6 Re-Connect 75
第6章 結論與未來展望 76
參考文獻 77

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