基于以太網(wǎng)接口的IT CCD圖像采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(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CCD傳感器的實際應(yīng)用具有研究價值和參考意義。
　　 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)生時序信號驅(qū)動ITCCD采集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)前端圖像采集設(shè)計方案，并通過對以太網(wǎng)接口的分析，設(shè)計了基于硬件協(xié)議棧芯片W3150A+的以太網(wǎng)接口，通過對網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進行分析和篩選，在W3150A+上完成協(xié)議實現(xiàn)和數(shù)據(jù)通信。
　　 論文從前端圖像采集和后端以太網(wǎng)接口兩方面對系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)過程進行了詳細論述，包括特性分析、器件選型、電路設(shè)計、協(xié)議實現(xiàn)、軟核實現(xiàn)等。具體工作如下:利用CXD3400N設(shè)計圖像傳感器ICX424AL的驅(qū)動電

3、路;以Altera公司的EP2C5T144C8為載體，采用Verilog HDL語言設(shè)計ICX424AL的驅(qū)動時序;利用AD9945處理ICX424AL的輸出信號并輸出數(shù)字信號;在MegaWizard上完成數(shù)據(jù)緩存的設(shè)計;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;在NiosⅡ IDE開發(fā)環(huán)境下，設(shè)計Nios軟核控制數(shù)據(jù)傳輸。在完成系統(tǒng)樣機制作后，對系統(tǒng)的軟硬件分別進行調(diào)試，并對系統(tǒng)組件

4、的參數(shù)進行了測試，最后，在實驗室局域網(wǎng)環(huán)境下利用采集軟件對系統(tǒng)的運行結(jié)果進行圖像顯示測試。
　　 測試結(jié)果顯示，系統(tǒng)的動態(tài)范圍達到了46.44dB，并能成功地實現(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，沒有明顯的錯位和扭曲現(xiàn)象。表明本文所設(shè)計的系統(tǒng)滿足設(shè)計指標要求，具備圖像數(shù)據(jù)采集和遠距離傳輸功能，對中電集團電子44所的網(wǎng)絡(luò)相機研發(fā)具有參考價值和借鑒意義