自容式水下攝（錄）像機(jī)的研制.pdf

1、水下攝像機(jī)是海洋開發(fā)的重要工具，利用水下攝像機(jī)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(jī)的應(yīng)用十分廣泛，包括水下觀光、海上救助、海底施工、科學(xué)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(jī)的設(shè)計和制造也有了很大的進(jìn)步。
　　本文的研究目的是研制一款自容式水下攝錄像機(jī)，實現(xiàn)水下圖像即拍即存、批量讀取。外界物體經(jīng)過光學(xué)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(jìn)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(jī)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(shè)計了上位機(jī)控制軟件，可設(shè)置工作任務(wù)表；該表通過串口發(fā)送給單片機(jī)存儲在AT24C02中，當(dāng)DS1302時

3、鐘芯片的時間與工作任務(wù)表中的時間匹配時，攝像機(jī)就按照預(yù)先編好的工作任務(wù)表內(nèi)容，進(jìn)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(jī)的基本框架，制定了整個系統(tǒng)的設(shè)計方案。包括單片機(jī)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(shè)計；上位機(jī)軟件的功能要求。
　　2.設(shè)計了整個系統(tǒng)的硬件電路，包括單片機(jī)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(yīng)的控制程序，包括設(shè)置單

4、片機(jī)控制DS1302芯片的工作程序，單片機(jī)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(jī)程序。上位機(jī)采用LabVIEW軟件設(shè)計，包括登錄界面程序設(shè)計、串口通訊程序設(shè)計、工作表任務(wù)設(shè)計以及視頻、圖像讀取程序設(shè)計。
　　4.設(shè)計自容式水下攝像機(jī)的封裝外殼，窗體以及密封設(shè)備，并對外殼進(jìn)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(jī)與下位機(jī)通