【導(dǎo)讀】本論文主要闡述設(shè)計(jì)一款以ARMCortex-M系列微處理器為核心的圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。論文主要針對(duì)未來(lái)對(duì)于智能家居以及安防設(shè)備的日益需求，采用迄今最為流行性能卓越的ARMCortex-M系列嵌入式微處理器作為嵌入式智能設(shè)備的處理核心，并搭載使用Micrium公司的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS–II。本論文開篇通過(guò)對(duì)智能家居和安防設(shè)備的需求分析及圖像無(wú)線傳輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀，說(shuō)明了現(xiàn)今以及未來(lái)人們希望圖像監(jiān)控能夠無(wú)線獲取，靈活操作和存取。接下來(lái)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，將介紹了圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)的硬件組成及基本理論。展示了系統(tǒng)完成后運(yùn)行效果，并指出該系統(tǒng)的不足及以后改進(jìn)的方向。該智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)了圖形界面觸摸操控、驅(qū)動(dòng)攝像頭圖像的采集、對(duì)圖像的無(wú)線傳輸、接收和存儲(chǔ)等功能，并測(cè)試表明該設(shè)備達(dá)到了預(yù)期的穩(wěn)定要求。美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志把圖像無(wú)線傳感器視為未來(lái)新興十大技術(shù)的首位。美國(guó)早在上個(gè)世紀(jì)90年代就著手對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)展開了先期研究，并在軍方應(yīng)用與推廣。

　　

【正文】 OSTimeDly(10)。 } while(NRF24L01_Init())。 NRF24L01_RxMode(NRF24L01_PLOAD_WIDTH_20B, NRF24L01_Speed_2Mbps)。 (void)p_arg。 while(OS_TRUE) { Image_Receive()。 while(GUI_PrtScreen(Photog_path[n++]))。 }}第一個(gè)函數(shù)是主函數(shù)，初始化操作系統(tǒng)，創(chuàng)建了任務(wù)App4_Task0、任務(wù)App4_Task任務(wù)App4_Task2，最后啟動(dòng)系統(tǒng)。第二個(gè)函數(shù)是任務(wù)App5_Task0，初始化無(wú)線模塊后便開始等待數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)來(lái)臨便開始接收數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)到SD卡。第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本章展示了系統(tǒng)完成后運(yùn)行效果，并指出該系統(tǒng)的不足及以后改進(jìn)的方向。 圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)最終運(yùn)行結(jié)果 本課題設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)和軟件程序的開發(fā)設(shè)計(jì)選擇在ARM 。ARM MDK前身是KeilC51，Keil公司2005年由ARM公司收購(gòu)，用于調(diào)試ARM7，ARM9，CortexM內(nèi)核。由于ARM MDK對(duì)ARM cortexM處理器的良好支撐，對(duì)軟件代碼的高性能優(yōu)化和ARM MDK友好的人機(jī)交互界面和易于使用，ARM MDK被我選擇作為主要的開發(fā)工具，得到了良好的開發(fā)效率。，由于MDK的編譯器是RVCT，因此。實(shí)際使用中，MDK支持的ARM （、ARMARM10，ARM10已經(jīng)被Inetl買斷成為XSCALE架構(gòu)，目前市面上很少有ARM10的產(chǎn)品，可以忽略，而MDK支持ARMARM9和CoretexM/R）。綜上所述。而RTOS原本開頭使用的是現(xiàn)今國(guó)產(chǎn)十分優(yōu)秀的開源免費(fèi)操作系統(tǒng)RTThread（）,在開發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)SPI和FSMC等總線工作速度較慢，LCD刷屏和攝像頭采集圖像遲鈍，但也不以為然。到完成整體系統(tǒng)后，便把各模塊驅(qū)動(dòng)移植到uC/OSII（），發(fā)現(xiàn)外設(shè)模塊工作速度有明顯的提升，最明顯的是ARM cortexM4在uC/。而RTThread為每秒30萬(wàn)像素,采集LCD觸摸功能的SPI總線在uC/OSII也比RTThread下感應(yīng)要靈敏。OV7670的采集速度也是在uC/OSII下比RTThread快。nrf24l01傳輸?shù)恼`碼也明顯減少了許多。由此猜測(cè)RTThread的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性不如uC/OSII。所以后來(lái)把課題設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)改為使用uC/。 發(fā)送端采集后輸出的圖像分辨率是240*320，接收端接收到的圖像分辨率也設(shè)置在240*320。圖51 發(fā)送端圖像圖52 接收端圖像 可以從上面兩張圖（圖51和圖52）可以看出圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)成功地發(fā)送圖片以及保存圖像，表明此系統(tǒng)已達(dá)到本課題的設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)每4~5秒完成一次圖像采集、數(shù)據(jù)無(wú)線傳送和圖像保存，而且不出現(xiàn)亂碼。 圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng)不足以及改進(jìn) 本系統(tǒng)的不足之處是，第一點(diǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)顯得稍微不穩(wěn)定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)以后，表現(xiàn)在傳送的圖像開始跳圖、傳送圖像失色，但SD卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)依然正常運(yùn)行。第二點(diǎn)不足是當(dāng)傳送距離超過(guò)20米以后，無(wú)線模塊傳送數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象，有些數(shù)據(jù)需重發(fā)，從而整體圖像數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，圖像像素丟點(diǎn)。第三點(diǎn)就是傳送圖像到接受端不連貫，得一張圖像一張圖像傳送，達(dá)不到視屏的效果。 以上不足的原因是，無(wú)線模塊發(fā)送速度不夠快，即使模塊以全速2Mbps傳送數(shù)據(jù)還是很慢（2Mbps = 250KBps,而且這是最高速率理想值）。而且無(wú)線模塊功率低，導(dǎo)致距離稍遠(yuǎn)就會(huì)有接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。這些不足都得從無(wú)線模塊來(lái)改進(jìn)，選用速度更快功率更高的無(wú)線模塊便可解決以上問(wèn)題。未來(lái)意法半導(dǎo)體還會(huì)推出主頻高達(dá)250MHz的軟件兼容的STM32F5系列處理器，也可通過(guò)替換速度更快的處理器進(jìn)行圖像采集。 展望該系統(tǒng)未來(lái)的升級(jí)，除了升級(jí)無(wú)線模塊以外，還會(huì)加入U(xiǎn)SB協(xié)議，與windowsPC通過(guò)USB進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)PC機(jī)來(lái)控制數(shù)據(jù)運(yùn)算，而ARM處理器則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集把數(shù)據(jù)傳輸給PC，進(jìn)而控制想控制的被控系統(tǒng)。結(jié) 束 語(yǔ) 這次畢業(yè)課設(shè)，完全是對(duì)我學(xué)習(xí)嵌入式ARM的一次檢驗(yàn)，回想在大學(xué)期間學(xué)習(xí)嵌入式那些日子，真是悲喜交加，從一個(gè)懵懂的不識(shí)ARM為何物的小毛孩，到現(xiàn)今對(duì)ARM的狂熱追捧，只要有關(guān)ARM的新聞消息出現(xiàn)在我眼簾都會(huì)讓我興奮不安。初學(xué)ARM，那段日子道路艱辛，就普通一段流水燈程序都會(huì)折磨得我苦不堪言，難以自拔；接下來(lái)學(xué)習(xí)ARM嵌入式操作系統(tǒng)讓我信心大增；往后的學(xué)習(xí)更是慢慢嘗到了ARM帶給我的歡樂(lè)，攝像頭的真實(shí)世界，GUI的炫目色彩，無(wú)線通信的神奇。時(shí)間如梭，轉(zhuǎn)眼畢業(yè)在即。回想在大學(xué)求學(xué)的四年，心中充滿無(wú)限感激和留戀之情。感謝母校為我們提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，使我們能夠在此專心學(xué)習(xí)，陶冶情操。謹(jǐn)向我的論文指導(dǎo)老師李穎老師致以最真摯的謝意！李老師不僅在學(xué)業(yè)上言傳身教，而且以其高尚的品格給我以情操上的熏陶。本文的寫作更是直接得益于他的悉心指點(diǎn)，從論文的選題到體系的安排，從觀點(diǎn)推敲到字句斟酌，無(wú)不凝聚著他的心血。滴水之恩當(dāng)以涌泉相報(bào)，師恩重于山，師恩難報(bào)。我只有在今后的學(xué)習(xí)、工作中，以鍥而不舍的精神，努力做出點(diǎn)成績(jī)。另外，我必須感謝我的父母。焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以為報(bào)。作為他們的孩子，我秉承了他們樸實(shí)、堅(jiān)韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰(zhàn)勝前進(jìn)路上的艱難險(xiǎn)阻，也因?yàn)樗麄兊娜找剐羷?，我才有機(jī)會(huì)如愿完成自己的大學(xué)學(xué)業(yè)，進(jìn)而取得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。最后，我必須感謝我的朋友，正是因?yàn)樗麄兊臒o(wú)私指引，我才能得以順利完成該論文。參 考 文 獻(xiàn)[1]–II原理及應(yīng)用（第2版）.[2] [3]CortexM3 [4]OV7670/OV7171 CMOS VGA(OmniPixel)CAMERACHIPTM [5] (2012年1月1日)[6]蒙博宇. STM32自學(xué)筆記. 2012年2月1日[7]王誠(chéng),. 2011年6月1日[8]楊鑄,:嵌入式底層軟件開發(fā). 2011年6月1日[9]意法半導(dǎo)體(中國(guó))（中文）[10]意法半導(dǎo)體(中國(guó))（英文） 2011[11] CMP Books。 2nd Revised edition, Jean . MicroC OS II: The Real Time Kernel. 2002年6月15日[12]DALAS Semiconductor Automatic Identification Data Book [M] .1995 [13]Marie J Silva Designing Information Appliances Using a Resource 附錄1 各模塊驅(qū)動(dòng)程序一覽/*初始化nrf24l01*/unsigned char NRF24L01_Init(void)。/*撤銷nrf24l01*/void NRF24L01_Detach(void)。/*撤銷nrf24l01*/unsigned char NRF24L01_Check(void)。/*設(shè)置nrf24l01為發(fā)送模式*/void NRF24L01_TxMode(unsigned char NRF24L01_PLOAD_WIDTH, unsigned char NRF24L01_Speed)。/*設(shè)置nrf24l01為接收模式*/void NRF24L01_RxMode(unsigned char NRF24L01_PLOAD_WIDTH, unsigned char NRF24L01_Speed)。/*發(fā)送數(shù)據(jù)包，tx_buf為發(fā)送數(shù)據(jù)的指針,len為發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),單位為字節(jié)*/unsigned char NRF24L01_TxPacket(unsigned char* tx_buf, unsigned char len)。/*接收數(shù)據(jù)包，tx_buf為接收數(shù)據(jù)的指針,len為接收數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù),單位為字節(jié)*/unsigned char NRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf, unsigned char len)。/* 初始化OV7670*/unsigned char OV7670_Init(void)。/* 啟動(dòng)OV7670*/void OV7670_Start(void)。/* 撤銷OV7670*/void OV7670_Detach(void)。/* OV7670的中斷服務(wù)函數(shù)*/void OV7670_ISR(void)。/*初始化LCD*/void LCD_Initializtion(void)。/*設(shè)置LCD的焦點(diǎn)位置*/void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)。/*設(shè)置LCD的顯示窗口大小*/void LCD_SetWindows(u16 StartX, u16 StartY, u16 EndX, u16 EndY)。/*清屏*/void LCD_Clear(u16 Color)。/*設(shè)置LCD的顯示字體大小*/void LCD_Font(u8 font)。/*設(shè)置LCD的刷屏模式*/void LCD_Dispmd(u8 mode)。/*讀取LCD對(duì)應(yīng)的x,y點(diǎn)的RGB值*/u16 LCD_GetPoint(u16 x, u16 y)。/*設(shè)置LCD對(duì)應(yīng)的x,y點(diǎn)的RGB值*/void LCD_SetPoint(u16 x, u16 y, u16 point)。/*LCD在指定位置顯示單個(gè)字符*/void LCD_PutCharAt(u16 x, u16 y, u8 num, u16 color)。/* LCD在指定位置顯示字符串*/void LCD_PutStringAt(u16 x, u16 y, u8 *Fonts, u16 color)。/* LCD在指定位置顯示十進(jìn)制數(shù)*/void LCD_PutDecAt(u16 x, u16 y, u32 num, u8 len, u16 color)。/*LCD在指定位置畫任意方向的直線*/void LCD_Line(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2, u16 color)。/*LCD在指定位置畫水平線*/void LCD_HLine(u16 x1, u16 y, u16 x2 ,u16 color)。/*LCD在指定位置畫垂直線*/void LCD_VLine(u16 y1, u16 x, u16 y2 ,u16 color)。/*LCD在指定位置畫圓圈*/void LCD_Circle(u16 Xpos, u16 Ypos, u16 Radius, u16 color)。/*LCD在指定位置畫填充圓*/void LCD_FillCircle(u16 x0, u16 y0, u16 Radius,u16 color)。/*LCD在指定位置畫矩形*/void LCD_Rectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2, u16 color)。/* LCD在指定位置畫填充矩形*/void LCD_FillRectangle(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2, u16 color)。附錄2 電路原理圖發(fā)送端電路原理圖接收端電路原理圖41