基于ARM7的圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘要: 為解決圖像監(jiān)控設(shè)備中圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與存取問題，研究了一種新型圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)選取基于ARM7的處理器AT91SAM 7XC512，運(yùn)行的是uC /OS- II操作系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)巡邏信號(hào)被觸發(fā)時(shí)，圖像可以通過串口攝像頭模塊采集,存儲(chǔ)到U 盤中。該設(shè)計(jì)性能好、體積小、功耗低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)軟件和硬件已通過調(diào)試并在工業(yè)圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到了實(shí)際驗(yàn)證。

在國(guó)防、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、家用以及科研等領(lǐng)域，圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。這些系統(tǒng)所使用的圖像傳感器主要有CCD 和CMOS陣列兩類; 其中，CMOS相比CCD 圖像傳感器，具有高集成度、簡(jiǎn)單的供壓電路、低成本和低的技術(shù)水平等特性 ，應(yīng)用非常廣泛。

目前，國(guó)內(nèi)外已有的圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，各有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和借鑒意義，但在家庭、店鋪、汽車等某些無人值守但需要自動(dòng)圖像監(jiān)控的場(chǎng)合，普通的圖像采集監(jiān)控系統(tǒng)具有一些缺點(diǎn)，如設(shè)備費(fèi)用高、體積大、功耗高等。本系統(tǒng)以ARM7為控制核心，通過圖像傳感器OV7620采集圖像數(shù)據(jù)，利用圖像壓縮編碼芯片OV528進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)傳輸，再經(jīng)過存儲(chǔ)模塊將采集的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)保存到U 盤，方便瀏覽，特別在不需要連續(xù)采集圖像的場(chǎng)合，該嵌入式系統(tǒng)能夠很好的滿足圖像監(jiān)控的需求。

1 圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成

圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括: 攝像頭模塊(由OV7620和OV528等器件組成)、ARM7處理器AT91SAM 7XC512模塊、紅外探測(cè)報(bào)警模塊、U 盤存儲(chǔ)模塊等; 其組成原理如圖1所示。本文圍繞圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，主要討論攝像頭模塊和圖像采集存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)。

1.1 系統(tǒng)主控芯片AT91SAM7XC512

AT91SAM7XC512是ATMEL公司2007年推出的基于ARM7TDM I處理器的工業(yè)級(jí)芯片，它包括512KBF lash ROM、128KB RAM、CAN、USB、雙串口USART0、USART1、通用I/O 端口等豐富的片上資源，而且速度快、控制靈活; 每塊芯片零售價(jià)約55元，與SAMSUNG 公司的S3C44B0X等ARM7芯片相比，以及與文獻(xiàn)相比，省去了外接的ROM、RAM 或SRAM，降低了電路設(shè)計(jì)和焊接難度，由于其內(nèi)含足夠大的ROM 和RAM，相對(duì)提高了系統(tǒng)運(yùn)行速度和可靠性。

圖1 圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成原理圖