基于ARM9的红外热像仪设计与实现VIP免费

第36卷第16期计算机工程2010年8月VoL36No．16ComputerEngineeringAugust2010·工程应用技术与实现·文章编号：loo忙3428(20lo)16枷234珈3文献标识码zA中图分类号：TP334基于ARM9的红外热像仪设计与实现吴华1，谢礼莹1，徐泽字2(1．霞庆大学通信工程学院，重庆400044；2．重庆伟联科技有限公司，重庆400000)I爱：提出一种基于ARM9处理器和Linux操作系统的红外热像仪设计方案。利用PHOTONl60红外探测器机芯实现热辐射到电信号的转换，将转换后的信号通过FPGA采集后暂存到SRAM，通过ARM的网络接口将热图数据传输到上位机显示或处理。应用结果表明，该方案具有较好的工程意义和市场价值。关健词：红外热像仪；设备驱动；Linux操作系统DesignandImplementationofThermalInfraredCameraBasedonARM9WUHual，XIELi—yin91，XUZe-yu4(1．CollegeofCommunicationEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044；2．AssociamdTechnologyCorp．，Chongqing400060)[AbstractIAdesignschemeofthermalinfraredcamerabasedOliARM9andLinuxispresented．TheconversionofthermalradiationtoelectricalsignalwiththeutilizationofPHOTON160isachieved．TheconvertedsignaliscollectedthroughtheFPGAandtemporarilysmredinSRAM．InfrareddataistrasmittedtothehostcomputertodisplayortodealwiththroughthenetworkinterfaceofARM．Theschemeisinactualuse．whichhassignificancefortheengineeringandmarketvalue．|Keywordslthermalinfraredcamera,devicedrive；Linuxoperatingsystem1概述红外成像技术在军事、医疗、消防、交通等领域有着广泛的应用川，其基本原理是利用红外焦平面探测器和光学成像物镜将被测物体的红外辐射能转换为电信号，并经各种增强处理、最终显示为红外热像图。由于红外成像和测温具有非接触、无损特点，使其广泛应用于针对SARS和甲型H1N1等的防疫工作，并能很方便地对机场、港I：1以及其他人1：1流动和密集区域进行快速、大面积的町疑感染源排查。以ARM处理器12’为核心的嵌入系统具有设计灵活、低功耗、性价比高，软硬件可剪裁等优点，广泛应用在各种嵌入式终端设备开发领域。本文设计的红外热像仪基于扬创科技有限公司的YC一2440核心板，该板集成了S3C2440A(ARM9)处理器、SDRAM、NANDFLASH和DM9000网卡芯片，并在板上移植了2．6内核的UbuntuLinux操作系统，同时结合FPGA和FLIR公司的PHOTO红外探测器，实现了对红外热像数据的实时采集、处理、存储。通过Linux的TCP／IP协议能方便地将多个热像仪进行组网或集成到现有系统从而对感兴趣的区域实施红外监控。2热像仪设计总体框架热像仪总体没计框架如图1所示。红外探测器先把热辐射转换为电信号数据；FPGA接收探测器串行输出的数据，并暂存到512KB的SRAM中，当FPGA采集完成一帧红外图像数据后对ARM进行中断请求；这时ARM响应中断，通过FPGA对应引脚把SRAM中的一帧红外图像数据拷贝到64MBSDRAM中。由于采用ARM作为热像仪核心模块，其运行Linux多任务操作系统，因此能同时进行红外图像数据的存储和处理，并町通过网络进行图像传输和命令的收发。一234-一圈1赫像便设计总体框架3硬件设计3．1红外探渊器接口电路红外探测器选用FILR公司的Photon160机芯，该探测器实现热辐射到电信号的转换。机芯内置非制冷氧化钒(VOx)焦平面阵列，像素分辨率达到160x120，提供8bit或14bit的串行低电压差分信号(LowVoltageDifferentialSignaling，LVDS)图像输出，并且可以方便地通过串I：1进行配置。如图2所示，机芯提供8根引脚输出，其中数据时钟PH—DCLK+和PH—DCLK一、帧同步时钟PH—FSYNC+和PH—FSYNC一、数据输出PH—DATA+和PH—DATA一，均为LVDS信号格式，通过DS90LV032A芯片转换为3VCMOS信号，转换后的数据信号和时钟信号输出到FPGA中对应引脚。TXD—PHOTON和RXD—PHOTON为串I：1发送和接收引脚，基金项目：重庆市自然科学基金资助项(CSTC2009BB3361)；重庆大学研究生创新团队建设基金资助项1j(20090981010)作者筒介：吴华(1974--)，男，讲师、博士，主研方向：嵌入式系统，宽带无线通信；谢礼莹，高级工程师、硕士；徐泽宇，硕士收穑日期：...