高帧频CMOS相机数据远程采集系统设计

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随着计算机科学技术和数字图像处理技术的飞速发展,高帧频相机的图像数据采集技术也得到了广泛的应用,高帧频相机在平常人们的生活、工作中的应用越来越多,如:医疗、工业现场、交通、精准对接等。在一些爆破、强辐射等特殊危险场合,由于现场环境恶劣而需要远距离操作设备的时候,需要采用数据远程控制系统来进行数据的采集和传输。光纤通信以高速率、大数据、低传输延时以及传输距离远等优点成为了远程传输中的不二选择。本文设计的高帧频CMOS相机数据远程采集系统采用FPGA芯片作为主要数据采集和逻辑时序控制单元,采用光纤进行数据的远程传输的整体框架。本系统主要分为三大部分:数据发送模块(数据采集、串并转换芯片、时序逻辑控制、光电信号转换)、数据传输(光纤通信)、数据接收模块(电光转换、时序控制、数据缓存、VGA显示、相机远程控制模块)三大模块。FPGA芯片选择Altera公司生产的EP4CGX150DF31芯片,数据并串转换芯片选用TI公司的TLK2711芯片,图像VGA控制选用ADV7125,相机远程控制单元采用的是ATmega 16芯片。本文编写代码采用的开发环境为Quartus Ⅱ,通过Verilog HDL语言编写逻辑代码生成系统内部需要的RAM、PLL、FIFO等模块。在代码调试阶段采用Modelsim-Altera进行逻辑功能仿真和Signal Tap进行实时信号查看。最后进行整合联调,以验证和测试系统设计的正确性。实验结果表明,可以稳定实现远程数据采集,将采集图像在LCD显示器进行基本显示。
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