基于FPGA的圖像采集和傳輸系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)自動化的快速發(fā)展，大量的機(jī)器操作代替了人工操作，比如農(nóng)作物除雜機(jī)的使用。農(nóng)作物除雜機(jī)系統(tǒng)涉及到很多技術(shù)，其中就包括圖像采集和傳輸技術(shù)。農(nóng)作物除雜機(jī)圖像采集和傳輸系統(tǒng)需要對傳送帶上的農(nóng)作物完成一系列操作，包括圖像的采集、圖像的處理、圖像的傳輸?shù)取＾r(nóng)作物除雜機(jī)的工作環(huán)境非常惡劣，這對圖像采集和傳輸系統(tǒng)的實時性以及可靠性提出了更嚴(yán)格的要求。本論文設(shè)計并實現(xiàn)了一種CCD線陣相機(jī)+FPGA+千兆以太網(wǎng)架構(gòu)的除雜機(jī)圖像采集和傳輸系統(tǒng)。

2、>　　在本系統(tǒng)中，CCD線陣相機(jī)首先采集到農(nóng)作物的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，然后利用CameraLink接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽PGA芯片中。在FPGA中架構(gòu)了一個SOPC，利用自主設(shè)計的基于觸發(fā)機(jī)制的圖像緩存IP核模塊對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，然后再利用自主設(shè)計的深度定制MAC軟IP核模塊將緩存的圖像數(shù)據(jù)通過千兆以太網(wǎng)（UDP數(shù)據(jù)協(xié)議）傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，并在上位機(jī)上顯示原圖像。
　　本論文對SOPC架構(gòu)設(shè)計原理進(jìn)行了深入分析，并闡述了自主設(shè)計的IP核設(shè)

3、計思想和實現(xiàn)方案。在NiosⅡ軟核CPU嵌入式軟件開發(fā)中，本論文實現(xiàn)了FPGA板卡與上位機(jī)交互通信功能以及和用戶交互通信功能。在設(shè)計與用戶交互功能時，本論文受Linux操作系統(tǒng)中調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的思路啟發(fā)，巧妙地設(shè)計了命令查找表方法來解決NiosⅡ軟核CPU解析用戶命令數(shù)據(jù)的問題。
　　本論文最后利用SignalTapⅡ邏輯分析儀、Wireshark協(xié)議分析器、MFC開發(fā)的圖像顯示軟件對圖像采集和傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測試，比較圖像數(shù)據(jù)在不同傳