基于FPGA的紅外圖像采集與傳輸系統(tǒng)設計.pdf

1、自然界的任何物體，只要其溫度高于絕對零度(-273℃)，物體表面都會不停地發(fā)射紅外輻射。輻射的強弱與該點的溫度以及表面狀態(tài)相關，檢測和收集物體發(fā)射的紅外輻射能量，通過重新排列探測器的信號形成同物體輻射分布對應的熱像，將紅外熱圖像信號通過以太網(wǎng)發(fā)送到上位機進行顯示，得到人眼可視的圖像并準確顯示出物體表面溫度的分布情況。
　　 本文首先介紹了課題研究背景和研究現(xiàn)狀，對比現(xiàn)有系統(tǒng)設計方案，選擇基于現(xiàn)場可編輯邏輯陣列(FPGA)的紅外圖

2、像采集與傳輸系統(tǒng)設計方案。對系統(tǒng)設計進行需求分析，給出系統(tǒng)總體設計，對系統(tǒng)主控芯片進行需求分析和選型。在系統(tǒng)需求分析基礎上，采用模塊化設計思想，將系統(tǒng)硬件劃分為四大模塊，以提高研發(fā)階段的工作效率，主要包括圖像采集模塊、圖像處理與存儲模塊、圖像傳輸模塊和電源模塊，然后依次對各模塊進行詳細設計，給出設計方案和原理圖;軟件設計是在硬件設計基礎上為實現(xiàn)系統(tǒng)功能而進行的設計，主要包括非制冷紅外焦平面陣列(UFPA)驅動設計、紅外處理程序實現(xiàn)和以太

3、網(wǎng)驅動設計三個部分，其中UFPA驅動用來控制非制冷紅外焦平面陣列完成紅外圖像采集，采用VHDL語言實現(xiàn)，在QuartusⅡ軟件上完成編譯，并在仿真軟件Modelsim6.2完成波形仿真;分析紅外處理的必要性，并在FPGA上設計實現(xiàn)一點校正和中值濾波算法完成消噪功能，最后，介紹了以太網(wǎng)芯片驅動程序設計，主要包括以太網(wǎng)芯片的初始化、內存的讀寫和寄存器的讀寫等，最終實現(xiàn)紅外圖像數(shù)據(jù)的傳輸。
　　 文章最后搭建了測試環(huán)境，對系統(tǒng)設計進行