基于FPGA的紅外圖像采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、自然界的任何物體，只要其溫度高于絕對零度(-273℃)，物體表面都會不停地發(fā)射紅外輻射。輻射的強(qiáng)弱與該點(diǎn)的溫度以及表面狀態(tài)相關(guān)，檢測和收集物體發(fā)射的紅外輻射能量，通過重新排列探測器的信號形成同物體輻射分布對應(yīng)的熱像，將紅外熱圖像信號通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)進(jìn)行顯示，得到人眼可視的圖像并準(zhǔn)確顯示出物體表面溫度的分布情況。
　　 本文首先介紹了課題研究背景和研究現(xiàn)狀，對比現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，選擇基于現(xiàn)場可編輯邏輯陣列(FPGA)的紅外圖

2、像采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行需求分析，給出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)主控芯片進(jìn)行需求分析和選型。在系統(tǒng)需求分析基礎(chǔ)上，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)硬件劃分為四大模塊，以提高研發(fā)階段的工作效率，主要包括圖像采集模塊、圖像處理與存儲模塊、圖像傳輸模塊和電源模塊，然后依次對各模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，給出設(shè)計(jì)方案和原理圖;軟件設(shè)計(jì)是在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，主要包括非制冷紅外焦平面陣列(UFPA)驅(qū)動設(shè)計(jì)、紅外處理程序?qū)崿F(xiàn)和以太

3、網(wǎng)驅(qū)動設(shè)計(jì)三個(gè)部分，其中UFPA驅(qū)動用來控制非制冷紅外焦平面陣列完成紅外圖像采集，采用VHDL語言實(shí)現(xiàn)，在QuartusⅡ軟件上完成編譯，并在仿真軟件Modelsim6.2完成波形仿真;分析紅外處理的必要性，并在FPGA上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)校正和中值濾波算法完成消噪功能，最后，介紹了以太網(wǎng)芯片驅(qū)動程序設(shè)計(jì)，主要包括以太網(wǎng)芯片的初始化、內(nèi)存的讀寫和寄存器的讀寫等，最終實(shí)現(xiàn)紅外圖像數(shù)據(jù)的傳輸。
　　 文章最后搭建了測試環(huán)境，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行