自容式水下攝（錄）像機的研制.pdf

1、水下攝像機是海洋開發(fā)的重要工具，利用水下攝像機可以獲得水下圖像、視頻信息，為人們收集第一手資料。水下攝像機的應用十分廣泛，包括水下觀光、海上救助、海底施工、科學研究等等。在數(shù)字視頻壓縮技術(shù)、圖像獲取和記錄技術(shù)、高分辨率的圖像傳感器快速發(fā)展的推動下，水下攝像機的設計和制造也有了很大的進步。
　　本文的研究目的是研制一款自容式水下攝錄像機，實現(xiàn)水下圖像即拍即存、批量讀取。外界物體經(jīng)過光學系統(tǒng)后成像在CMOS圖像傳感器的靶面上，CMOS

2、圖像傳感器完成光電轉(zhuǎn)換，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，在時序脈沖的驅(qū)動下，輸出一定規(guī)則的電信號。這些電信號進入SPCA1527A信號處理組件，完成了編碼操作，獲取圖像和視頻信息；該信息既可以存儲在SD卡上，也可通過USB總線接口在上位機上顯示。微控單元由MSP430F149作為主芯片，通過光耦合器與SPCA1527A組件連接。用LabVIEW設計了上位機控制軟件，可設置工作任務表；該表通過串口發(fā)送給單片機存儲在AT24C02中，當DS1302時

3、鐘芯片的時間與工作任務表中的時間匹配時，攝像機就按照預先編好的工作任務表內(nèi)容，進行拍照、攝像等工作。本論文主要完成了以下工作：
　　1.分析了水下攝像機的基本框架，制定了整個系統(tǒng)的設計方案。包括單片機選型，圖像傳感器選型，信號處理系統(tǒng)組件介紹，工作控制的流程設計；上位機軟件的功能要求。
　　2.設計了整個系統(tǒng)的硬件電路，包括單片機的外圍電路，時鐘電路、存儲電路以及信號轉(zhuǎn)換電路。
　　3.編寫了相應的控制程序，包括設置單

4、片機控制DS1302芯片的工作程序，單片機內(nèi)部實現(xiàn)存儲以及讀取，時間匹配等功能的程序以及上位機程序。上位機采用LabVIEW軟件設計，包括登錄界面程序設計、串口通訊程序設計、工作表任務設計以及視頻、圖像讀取程序設計。
　　4.設計自容式水下攝像機的封裝外殼，窗體以及密封設備，并對外殼進行Solid Works Simulation仿真分析，滿足3000米水深工作的壓力要求。
　　整個系統(tǒng)經(jīng)過測試得到以下結(jié)果：上位機與下位機通