基于以太網(wǎng)接口的IT CCD圖像采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，圖像采集傳輸系統(tǒng)作為一種有效獲取圖像信息的技術(shù)手段，得到廣泛應(yīng)用。本文將基于硬件協(xié)議棧的以太網(wǎng)接口應(yīng)用于CCD圖像采集傳輸系統(tǒng)中，取代了“圖像傳感器+采集卡”的傳統(tǒng)工作模式，解決了系統(tǒng)龐大、便攜性差和傳輸距離有限的局限性問題，對(duì)CCD傳感器的實(shí)際應(yīng)用具有研究?jī)r(jià)值和參考意義。
　　 本文在深入研究CCD的種類結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電荷的轉(zhuǎn)移過程的基礎(chǔ)上，分析了圖像傳感器ICX424AL的結(jié)構(gòu)和工作原理，提出由FPGA

2、來產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)ITCCD采集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)前端圖像采集設(shè)計(jì)方案，并通過對(duì)以太網(wǎng)接口的分析，設(shè)計(jì)了基于硬件協(xié)議棧芯片W3150A+的以太網(wǎng)接口，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行分析和篩選，在W3150A+上完成協(xié)議實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)通信。
　　 論文從前端圖像采集和后端以太網(wǎng)接口兩方面對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)論述，包括特性分析、器件選型、電路設(shè)計(jì)、協(xié)議實(shí)現(xiàn)、軟核實(shí)現(xiàn)等。具體工作如下:利用CXD3400N設(shè)計(jì)圖像傳感器ICX424AL的驅(qū)動(dòng)電

3、路;以Altera公司的EP2C5T144C8為載體，采用Verilog HDL語言設(shè)計(jì)ICX424AL的驅(qū)動(dòng)時(shí)序;利用AD9945處理ICX424AL的輸出信號(hào)并輸出數(shù)字信號(hào);在MegaWizard上完成數(shù)據(jù)緩存的設(shè)計(jì);以硬件協(xié)議棧芯片W3150A+為基礎(chǔ)，配合網(wǎng)絡(luò)接口芯片RTL8201BL，完成以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì);在NiosⅡ IDE開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計(jì)Nios軟核控制數(shù)據(jù)傳輸。在完成系統(tǒng)樣機(jī)制作后，對(duì)系統(tǒng)的軟硬件分別進(jìn)行調(diào)試，并對(duì)系統(tǒng)組件

4、的參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，最后，在實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)環(huán)境下利用采集軟件對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行圖像顯示測(cè)試。
　　 測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到了46.44dB，并能成功地實(shí)現(xiàn)一幅692×504圖像數(shù)據(jù)的采集工作，完成350KB圖像原始數(shù)據(jù)在100M以太網(wǎng)上的傳輸。結(jié)果畫面顯示圖像質(zhì)量良好，沒有明顯的錯(cuò)位和扭曲現(xiàn)象。表明本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，具備圖像數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)距離傳輸功能，對(duì)中電集團(tuán)電子44所的網(wǎng)絡(luò)相機(jī)研發(fā)具有參考價(jià)值和借鑒意義