Rabbit3000与HElOlO 图像传感器构成的网络相机

文章摘要： 在家用报警系统、工业监控、智能小区中，由于原有的系统一般只能采集相关数据，然后按专有的或特定的网络传送。在应用中，用户常常反映有两大缺点。其一，不能看到现场图像。其二，监视限于特定专网，比如通过局域网、电话网、视频线监控网等。因而通过Internet进行网络摄像的需求十分迫切。1 系统构成 网络相机系统结构如图l所示，MEl010是10万像素的CMOS图像传感器芯片，Rabbit3000模块基于Rab-bit3000单片机。该单片机基于Z80内核，最高时钟频率可达54MHz，有6个高速串行口和56个I／O口，直接驱动512KB SRAM、512KB Flash，通过以太网接口进行

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    在家用报警系统、工业监控、智能小区中，由于原有的系统一般只能采集相关数据，然后按专有的或特定的网络传送。在应用中，用户常常反映有两大缺点。其一，不能看到现场图像。其二，监视限于特定专网，比如通过局域网、电话网、视频线监控网等。因而通过Internet进行网络摄像的需求十分迫切。

1 系统构成

    网络相机系统结构如图l所示，MEl010是10万像素的CMOS图像传感器芯片，Rabbit3000模块基于Rab-bit3000单片机。该单片机基于Z80内核，最高时钟频率可达54MHz，有6个高速串行口和56个I／O口，直接驱动512KB SRAM、512KB Flash，通过以太网接口进行网络传输时．TCP传输速率可达到6Mb／s。美国Z-World公司提供的Dynamic C开发工具提供了TCP协议栈函数支持， 以及C、汇编混合编程的功能， 非常适合网络应用。
    网络相机实现以下功能： 直接驱动MEl010 CMOS摄像芯片摄像，并进行图像处理，同时内置一个微型WEB服务器，用户可以在因特网上访问WEB页。通过CGI接口进行静态图像拍摄， 如增加SOCKET接口，也可通过Activex控件拍摄动态图像。可选择160×120彩色、320×240黑白两种图像格式。

2 CMOS摄像芯片的控制
2.1 MElO1O的结构及拍摄
    南京微盟电子的MElOlO CMOS图像传感芯片最大可拍摄352×288的彩色及黑白图像，内部功能框图如图2所示。

    该芯片的工作原理：通过Samp、SampG脚进行采样控制，即拍摄图像。拍摄后该芯片把图像各点的模拟电压存入缓冲区中，形成一个最大352×288的像素数据阵列，单片机可以通过改变行列地址ADR(8..O)逐点访问图像缓冲区。该图像缓冲实际上是把每个像素的光感应电压存入一个小电容中，通过在ADC Clk脚输入时钟脉冲，MElO1O在ADCclk的低电平期间进行模数转换，上升沿输出。然后单片机即可以从数据口ADCount(7～0)中读出对应行、列地址的像素数据。其中行与列地址共用9条地址线，由XYSEL脚产生的脉冲切换。
    具有图像缓冲区是MElO1O最大的特点，一般的CMOS传感器都必须用CPLD将图像数据以很快的速度送人RAM存储，通常为13MB／s左右，再由单片机来读取，因而接口比较复杂。MElO1O的这一特点使得Rab-bit3OOO可以直接读取，结合Rab_bit3OOO强大的网络功能，从而构成了具有特色的网络相机。
    拍摄时序如图3所示。

2.2图像的读取
    使Rabbit3OOO单片机的PEl，PF(7～O)与MEIOIO的地址线ADR(8~O)、PA(7～O)与数据线ADcount(7~O)相连，PB7与模数转换时钟ADCclk相连。现在以读取16O×1 2O彩色图像的一行为例，介绍读取过程，程序用汇编实现，以加快图像读取速度。读取图像时序如图4所示。

    #asm debug
    readoneline：： ；读入一行数据

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