根据STM32F107的图画收集传输体系规划

摘要：规划一种依据ZigBee传输技能和JPEG图画紧缩技能的图画收集传输体系。以STM32F107微操控器为中心，经过摄像头 OV7670收集到图画后，对图画进行JPEG紧缩。紧缩后的数据经过ZigBee模块传输到上位机，在上位机上进行图画康复。该体系功耗低，作业安稳，合适用于长途监测的图画收集体系运用。

关键词：STM32;低功耗;OV7670;CC2530

无线传感网络是由很多具有通讯和核算才能、廉价微型的传感器节点经过自组织的无线通讯方法，彼此传递信息，协同地完结特定功用的智能网络，在环境监测、安全监控、智能家居等范畴有着广阔的运用空间。经过图画信息的剖析能够准确、直观地对方针环境施行监测。本体系经过STM32F107对摄像头的时序操控，以及ZigBee模块的运用，完结了图画信息在无线传感网络的实时收集和传输。

1 硬件规划方案

1.1 硬件体系结构

体系硬件部分首要由STM32F107、摄像头OV7670、帧缓存器及ZigBee模块及其他外设组成。其间，LCD接口首要用于图画显现，便于图画收集程序的调试，SRAM用于体系的数据存储器，Flash用于体系的程序存储器。体系全体框图如图1所示。

1.2 STM32F107微处理器

STM32F107是意法半导体推出全新STM32互连型系列微操控器中的一款功用较强产品，是依据Cortex-M3内核的32位微操控器。作业电压为2～3.6 V，主频为72 MHz，片上集成256 kb的Flash和64 kb的SRAM.STM32F107具有全速USB(OTG)接口，两路CAN2.0B接口，以及以太网10/100 MAC模块，而且带有一个ZigBee无线网络通讯接口，支撑JTAG/SWD接口的调试下载，支撑IAP。此芯片能够满意工业、医疗、楼宇自动化、家庭音响和家电市场多种产品需求。

1.3 摄像头OV7670

OV7670是OV公司出产的一颗1/6寸的CMOS VGA图画传感器，其体积小、作业电压低，供给单片VGA摄像头和印象处理器的一切功用。经过SCCB总线操控，能够输出整帧、子采样、取窗口等方法的各种分辨率8位印象数据。支撑RawRGB、RGB(CBR4：2：2，RGB565/RGB555/RGB444)，YUV(4：2：2)和 YcbCr(4：2：2)输出格局，支撑VGA、CIF和从CIF到40*30的各种尺度输出。用户能够彻底操控图画质量、数据格局和传输方法，摄像头与 STM32的衔接如图2所示。

1.4 帧缓存器AL422B

由于由于OV7670的像素时钟最高可达24 MHz，咱们用STM32F107的IO口直接抓取，是十分困难而且十分占耗CPU。本体系经过FIFO读取，芯片的容量为384k字节，满足存储2帧QVGA的图画数据。

1.5 ZigBee模块

CC2530芯片是TI公司推出的嵌入式ZigBee运用的片上体系，其首要支撑2.4GHz IEEE 802.15.4以及ZigBee协议。该芯片能够十分快速地切换到不同的运转形式，使得其能够运用于低功耗的相关场合。CC2530芯片还供给了32 KB、64 KB、128 KB、256 KB等四种不同的闪存，本体系选用128 KB的闪存。本体系为了有效地进步CC2530无线通讯质量且添加通讯间隔，运用CC2591芯片中的RF端子作为射频前端，射频前端CC2591外围电路如图3所示。

2 软件规划方案

2.1 摄像头初始化及收集

摄像头的初始化，首要是经过SCCB初始化相关IO口及装备寄存器。初始化后就要进行收集部分，本体系经过一个外部中止来捕捉帧同步信号 (VSYNC)，在中止服务程序里发动OV7670模块的图画数据存储，直到下一次VSHNC信号时就封闭数据存储，至此完结一帧图画存储。在LCD实时显现的一起开端第二帧数据的存储，如此循环，完结摄像头功用。

部分试验代码如下：

2.2 无线网络的建立

摄像头节点发动后参加ZigBee网络，然后低功耗侦听捕捉中止，接纳中止后，完结摄像头初始化，设置好图画的分辨率，紧缩率以及分包巨细，将图画的巨细信息发送给会聚节点后，等候接纳会聚节点的取包指令，依据取包指令中的包ID取出相应的数据包，最终回来低功耗侦听形式，详细流程图如图 4所示。

2.3 体系测验

会聚节点经过USB转串口东西衔接到核算机，摄像头节点收集到数据后，将图画紧缩，紧缩后的数据分包发送给会聚节点，会聚节点经过串口发送给核算机，接纳到的数据，在上位机进行图画康复。运用VC++6.0能够编写一个图画康复东西，经过运用ImageLoad.dll动态链接库能够减轻编写多种格局图画文件的读写及编码解码作业。将接纳到的图片数据提取出以FF D8开端，FF D9完毕的JPEG数据流，将其放入转化框中，点击“开端转化”按钮，得到了转化后的图片之后，点击“保存图片”按钮将图片保存。

3 总结

测验结果表明，本体系经过对摄像头的装备，很好的处理了时序问题，能够完结图画的实时收集，而且丢包较少，完结了数据在无线传感网络的传输，最终的图画康复作用也较为抱负。在本体系的基础上，能够扩展多个节点，规划信号调度电路，即可完结在无线传感网络中的多信息收集，运用远景广泛。