红外方式数字图像采集报警系统的设计
3.1 系统软件的总体流程
红外方式数字图像采集报警系统由红外传感器探测出信号跳变通知CPU，从而控制图像传感处理器。由于AT91SAM7S64有32个I/O服用端口故选取其中一个端口PA18作为红外信号接收端口，在CPU中首先设置其为输入端口由于上电后其端口为高电平当红外接收信号触发时经处理后是由低电平向高电平的跳变，所以在I/O端口处应是高电平向低电平的跳变，在芯片初始化后可通过PIO控制器引脚数据状态寄存器判断PA18是否为0。若为0则控制OV6620，否则应继续判断，直到端口为低电平为止，然后进行通信并设置OV6620，当其响应后进行图像获取，并把数据传送给外存储器。其系统主程序框图如图3所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/152034.htm
3.2 图像传感处理
3.2.1 OV6620的寄存器设置
TWI的数据发送为单字节发送OV6620功能寄存器的地址是0x00～0x50，其中不少是保留寄存器通过设置相应的寄存器，可以使OV6620工作于不同模式，在TWI数据发送时由于从机地址与从机子地址的存在所以应在TWI_MMR中写入从机地址并设置内部地址长度，在TWI_IADR中写入从机子地址，由于TWI_THR保存发送的数据为8位，故设置OV6620为低分辨率、曝光时间、自动白平衡和设置帧时钟周期，其控制程序如下：
AT91_F_TWI_Write_Byte
(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x14，0x20)
AT91_F_TWI_Write_Byte
(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x10，0x9A)
AT91_F_TWI_Write_Byte
(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x24，0x33)
AT91_F_TWI_Write_Byte
(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x25，0x97)
AT91_F_TWI_Write_Byte
(const TWI_Mapped，OV6620_addr，0x1，0x02)
AT91_F_TWI_Write_Byte( )为控制设置寄存器函数，它的第1个参数是TWI的映射地址。在AT91SAM7S64中的宏定义地址为0Xfffb8000，OV6620_addr为宏定义的从机芯片地址0XC016,第3个参数为OV6620的内部寄存器地址，第4个参数为相应的寄存器设定的值。
3.2.2 OV6620的采集过程
OV6620有4个同步信号：VSYNC(垂直同步信号)、FODD(奇数场同步信号)、HREF(水平同步信号)、PCLK(像素同步信号)。当采用连续扫描方式时，只使用VSYNC和HREF、PCLK 3个同步信号[5-6]。AT91SAM7S64的1个外部中断引脚VSYNC信号的输入，相应的中断服务程序分别为VSYNC_IRQ( )，HREF接AT91SAM7S64的普通I/O口。图像采集的过程为：当用TWI初始化0V6620后，使能VSYNC对应的中断，等待CPU读取一帧的图像在VSYNCIRQ( )中断服务程序中判断是否已取得一帧图像数据。若不是，继续等待知道完全传送一帧图像数据为止。完成后把每接收到一帧的数据再存储到外存储器中。
3.2.3 图像提取过程
图像提取的过程为：当采集数据已经存放在外存储器中，利用CPU取出数据，再传输给上位机。先对外存储器进行读复位，使外存储器的指针指向首地址，再根据OV6620所输出RGB数据的格式进行读取。其中，提取过程最重要的是OV6620所输出RGB数据格式，它影响到提取图像的准确性。本系统应用的是8位输出，其数据格式如表1所示。
从表1中可以看出，第一行Y通道是无效数据应该去除。从第二行开始读取，在一行之内，B、R数据只在奇次项出现，G数据只在偶次项出现。而在每一行内，偶数点的R数据、B数据可通过分别对其两侧的2个点的R和B数据求平均值得到。这样，一幅图像就提取完了，可以直接存成二进制文件。
4 软件设计的难点与不足点
由于AT91SAM7S64 芯片的价格低廉,且在图像采集过程中消耗MCU 的资源大,所以不免存在某些资源有限的问题。在软件设计过程中程序空间不足是设计的瓶颈，此外在红外信号处理部分并不是无间断的连续红外感应而是需要间隔一段时间，但是间隔的时间约为10s左右，考虑到该系统为报警防盗系统的实际情况其时间间隔应在合理的范围内。在图像传感及处理部分，图像的去噪尧黑线提取等只在设置寄存器中不断试验从而达到最好的效果，并没有在程序中自动完成。所以在以上这些方面还需要不断完善。本设计采用AT91SAM7S64 单片机，它具有丰富的外设，同时集成了USB 接口模块，减少了外围电路、降低了成本遥利用硬件平台。AT91SAM7S64 和OV6620 摄像头进行图像采集，以及将采集到的图像数据存储到外存储器、与普通的视频采集卡相比，该嵌入式图像采集系统极大地简化了系统结构，降低了系统设计成本，缩短了开发周期曰图像数据的采集与处理均由ARM 芯片完成，因而降低了数据中转过程中传输错误的几率，提高了系统的可靠性。
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