基于ARM7的圖像數據采集系統的研究與應用

摘要: 為解決圖像監控設備中圖像數據的實時采集與存取問題，研究了一種新型圖像數據采集系統。該系統選取基于ARM7的處理器AT91SAM 7XC512，運行的是uC /OS- II操作系統。當系統巡邏信號被觸發時，圖像可以通過串口攝像頭模塊采集,存儲到U 盤中。該設計性能好、體積小、功耗低，運行穩定可靠。系統軟件和硬件已通過調試并在工業圖像數據采集系統中得到了實際驗證。

在國防、工業、醫學、家用以及科研等領域，圖像數據采集系統得到廣泛應用。這些系統所使用的圖像傳感器主要有CCD 和CMOS陣列兩類; 其中，CMOS相比CCD 圖像傳感器，具有高集成度、簡單的供壓電路、低成本和低的技術水平等特性 ，應用非常廣泛。

目前，國內外已有的圖像數據采集系統，各有其獨特優勢和借鑒意義，但在家庭、店鋪、汽車等某些無人值守但需要自動圖像監控的場合，普通的圖像采集監控系統具有一些缺點，如設備費用高、體積大、功耗高等。本系統以ARM7為控制核心，通過圖像傳感器OV7620采集圖像數據，利用圖像壓縮編碼芯片OV528進行數據壓縮和數據傳輸，再經過存儲模塊將采集的監控圖像數據保存到U 盤，方便瀏覽，特別在不需要連續采集圖像的場合，該嵌入式系統能夠很好的滿足圖像監控的需求。

1 圖像數據采集系統組成

圖像數據采集系統主要包括: 攝像頭模塊(由OV7620和OV528等器件組成)、ARM7處理器AT91SAM 7XC512模塊、紅外探測報警模塊、U 盤存儲模塊等; 其組成原理如圖1所示。本文圍繞圖像數據采集系統的實現，主要討論攝像頭模塊和圖像采集存儲的設計。

1.1 系統主控芯片AT91SAM7XC512

AT91SAM7XC512是ATMEL公司2007年推出的基于ARM7TDM I處理器的工業級芯片，它包括512KBF lash ROM、128KB RAM、CAN、USB、雙串口USART0、USART1、通用I/O 端口等豐富的片上資源，而且速度快、控制靈活; 每塊芯片零售價約55元，與SAMSUNG 公司的S3C44B0X等ARM7芯片相比，以及與文獻相比，省去了外接的ROM、RAM 或SRAM，降低了電路設計和焊接難度，由于其內含足夠大的ROM 和RAM，相對提高了系統運行速度和可靠性。

圖1 圖像數據采集系統組成原理圖