基于单片机的遥测系统图像采集处理技术研究

摘要

本系统主要是对石油油井的设备工作情况及工作环境进行图像采集处理，记录下其工作过程，并通过单芯电缆传输给上位机进行存储。由于图像具有庞大的数据量，难以存储和传输，这就要求在保证质量的前提下以较小的空间存储图像和较少的比特率传输图像，就需要用数字图像压缩编码技术来实现。而且现在图像压缩处理技术已经发展的比较完善，压缩算法也比较丰富，本文介绍了压缩算法的发展历程，并主要围绕所采样的JPEG算法进行研究。
　　本文给出了油井遥测系统图像采集处理系统本系统的总体设计方案，并在此基础上分析了系统的工作原理。在硬件基础上，分析比较了目前比较流行的51、AVR、ARM系列微处理器，采用了近几年新兴的ARM系列微控制器STM32F407,相对于其他微控制器，STM32具有性价比高、功能强、实时性强等优势。
　　本系统是一个集图像采集、压缩、图像传输为一体的图像处理系统，该系统主要由图像采集、图像压缩、图像编码传输三部分组成。图像采集部分主要是由STM32F407的DCMI接口和摄像头OV7670组成，得到BMP格式图片；图像压缩主要是通过JPEG压缩算法，利用STM32F407将BMP格式图片压缩为JPG格式图片；图像传输需要将图片数据进一步进行编码压缩，因为单芯电缆传输距离远和速度不高的情况，所以需要将压缩好的图片进一步编码压缩，更有利于系统的实时性。本论文主要完成了该系统的前两部分的工作。

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第一章 绪论

1.1 图像采集处理技术的发展概况

1.2 图像压缩国内外研究现状

1.3 课题背景与来源

1.4 所选课题的目的和意义

1.5 论文研究内容与安排

第二章 遥测系统图像采集处理系统的总体设计

2.1 系统的设计要求

2.2 系统设计工作流程

2.3 系统的处理器选择

2.4 系统的工作原理

2.5 本章小结

第三章 图像压缩算法

3.1 JPEG算法描述

3.2 各模块分析

3.3 JPEG压缩后的比特流格式

3.4 JPEG文件组织结构

3.5 本章小结

第四章 系统硬件部分设计

4.1 微处理器

4.2 Cortex-M4内核简介

4.3 电源模块

4.4 JTAG电路

4.5系统时钟模块

4.6 复位电路

4.7 串口调试模块

4.8 图像采集模块

4.9 SD卡模块

4.10 本章小结

第五章 系统的软件部分设计

5.1 系统的开发环境介绍

5.2 SDIO卡接口技术

5.3 FatFS文件系统

5.4 SCCB总线协议

5.5 本章小结

第六章 实验测试及结果分析

第七章 总结与展望

7.1研究总结

7.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景