基于CMOS圖像傳感器的照度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，照明系統(tǒng)的智能化成為目前研究的熱點(diǎn)之一，傳統(tǒng)的光照傳感器由于其固有屬性無法滿足智能照明精確檢測和測量范圍的要求，開發(fā)了一種快速準(zhǔn)確的照度及照度分布檢測系統(tǒng)，能夠達(dá)到智能照明系統(tǒng)精準(zhǔn)化照明控制的要求，是實(shí)現(xiàn)舒適性和節(jié)能性照明的前提。
　　本課題圍繞智能照明系統(tǒng)中照度檢測方法展開研究，通過分析傳統(tǒng)的光照傳感器存在的弊端和工程應(yīng)用存在的問題，提出了將CMOS圖像傳感器應(yīng)用于照明環(huán)境中照度測量的方法。分析了利用CMO

2、S圖像處理進(jìn)行照度測量的可行性;對圖像采集、圖像預(yù)處理、照度的圖像測量方法進(jìn)行了比較深入的研究;設(shè)計(jì)了基于CMOS圖像傳感器的嵌入式照度檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)照度分布測量等功能，并對系統(tǒng)進(jìn)行了測試。課題主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了利用CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)光環(huán)境照度的檢測方法應(yīng)用于智能照明的思想，并開發(fā)基于CMOS圖像傳感器的嵌入式系統(tǒng)。從理論上分析了照度與圖像灰度、傳感器增益、曝光時(shí)間、物體反射率等因素的關(guān)系，

3、論證了CMOS圖像傳感器測量照度的可行性。
　　(2)提出了將圖像灰度歸一化處理，并采用最小二乘法及通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，建立歸一化圖像灰度與亮度間的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)物體亮度和照度的關(guān)系，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，確立了物體的反射率，實(shí)現(xiàn)了照度及分布的檢測。
　　(3)完成了系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)路線，明確了系統(tǒng)的功能，通過方案對比，確定了以具有高速浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力的STM32F407ZE為核心，以O(shè)V7670為CM

4、OS圖像傳感器，結(jié)合圖像采集與存儲(chǔ)等電路的硬件結(jié)構(gòu)。
　　(4)完成了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，確定了硬件驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、應(yīng)用層的三層軟件架構(gòu)，完成了底層驅(qū)動(dòng)編寫、μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作的移植及應(yīng)用層圖像采集、照度測量、參數(shù)配置等任務(wù)的實(shí)現(xiàn);通過DCMI結(jié)合DMA傳輸單元進(jìn)行圖像的快速采集，使用浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)來提高運(yùn)算速度，并完成了圖像處理相關(guān)算法，使系統(tǒng)實(shí)時(shí)性得到了保證。
　　(5)進(jìn)行了系統(tǒng)測試，通過開發(fā)的上位機(jī)配置工具