一種基于WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳的無線圖像采集與傳輸系統(tǒng)，采用STM32單片機(jī)作為控制芯片，WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳CV520模塊進(jìn)行圖像采集，通過TCP協(xié)議將采集到的圖像通過TCP協(xié)議傳送到手持移動(dòng)終端Android設(shè)備。Qt開發(fā)軟件通過socket接口編程，設(shè)計(jì)了app來實(shí)時(shí)顯示所采集的圖像。試驗(yàn)表明，圖像傳輸穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)無線圖像傳輸。WIFI模塊可與其他設(shè)備結(jié)合使用，具有未來圖像類設(shè)備良好的潛力。

圖象傳送的應(yīng)用非常廣泛，在安防設(shè)備上可以通過攝像機(jī)對(duì)家庭、小區(qū)等進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于犯罪偵查、尋找失物等起到很大的作用。在人工智能領(lǐng)域，需要對(duì)特定的事物進(jìn)行識(shí)別，如人臉識(shí)別、目標(biāo)識(shí)別等，需要大量的圖像樣本采集，沒有圖像采集技術(shù)是無法實(shí)現(xiàn)的。無線限制，攝像與顯示終端分離，無線圖像傳輸在日常生活中也具有很高的實(shí)用性，如在忙著洗衣做飯時(shí)，可以監(jiān)視孩子們的實(shí)時(shí)動(dòng)作，并能看到特定角落的實(shí)時(shí)畫面。本論文主要探討了圖像監(jiān)控中的關(guān)鍵技術(shù)，采用TCP協(xié)議通過WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳模塊實(shí)現(xiàn)圖像無線傳輸。將攝像機(jī)與顯示終端分開，不需要連接線。實(shí)時(shí)探測(cè)看不見或人類難以探索的角落，在wifi信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)。

內(nèi)容包括：圖像采集、數(shù)據(jù)傳輸、終端顯示等。CV520模塊實(shí)現(xiàn)圖像采集，并將采集到的圖像通過WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳模塊傳送到android設(shè)備，將wifi模塊配置為AP模式。對(duì)服務(wù)器進(jìn)行配置，android設(shè)備在客戶端連接到wifi模塊上后，通過socket接口進(jìn)行通信，接收數(shù)據(jù)，分析圖像并顯示。

CV520是一個(gè)200w象素的CMOS傳感器，每一個(gè)象素由BG/GR格式的濾波器逐行排列，組成方陣采集陣列，BG/GR組成的像素可達(dá)200w左右。當(dāng)采集光時(shí)，還要逐行采集，直至掃描完畢。內(nèi)置數(shù)字圖像處理模塊，可直接輸出JPEG、GRB422、YCbCr等數(shù)據(jù)格式。CV520模塊使用AT攝像機(jī)模組，正原子為原子。這總共有18針。先是SCCB總線與HREF線同步線，VSYNC場(chǎng)同步線，8位并行線。SCCB和I2C總線類似于單片機(jī)將控制命令發(fā)送到模塊。當(dāng)圖像獲取開始后，該模塊生成采集輸出時(shí)序。HREF輸出高電平常數(shù)時(shí)，基于時(shí)鐘對(duì)像素?cái)?shù)據(jù)的讀取，HREF線變成低電平時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致HREF線的讀出。一幀數(shù)據(jù)采集完成后，HREF將一直處于低電平狀態(tài)，VSYNC的場(chǎng)同步線經(jīng)過一定時(shí)間后，就會(huì)翻轉(zhuǎn)電平，當(dāng)單片機(jī)配置時(shí)，可通過寄存器配置幀中斷，用于處理采集的數(shù)據(jù)。WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳已將12Mhz晶振添加到中。因此，單片機(jī)不需要產(chǎn)生時(shí)鐘給它。

STM32f407內(nèi)建一個(gè)DCMI接口，配置寄存器，通過DMA，自動(dòng)將采集到的數(shù)據(jù)保存到特定的內(nèi)存中。需要連接到STM32f407的DCMI接口上，比如數(shù)據(jù)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)采集線，SCCB接口線被連接到具體的插腳，并由軟件實(shí)現(xiàn)控制。Wifi模塊使用由某人SI232-s公司的USR-WIFi模塊。這個(gè)模塊工作在單頻率2.4Ghz頻段，并且可以低功耗?？膳渲么罅緼T指令集?？梢愿鶕?jù)AT指令對(duì)模塊進(jìn)行配置，預(yù)先配置好的串口波特率為115200bps，設(shè)置到AP模式后再配置到服務(wù)器中，設(shè)置好IP地址、端口號(hào)等。每一次與wifi連接后，都可以直接通過串口使用接收數(shù)據(jù)。STM32單片機(jī)與wifi模塊通過串口進(jìn)行通訊。單片配置串口為115200波特率，與WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳模塊的波特率匹配。

總線配置能將原始數(shù)據(jù)自動(dòng)編碼為jpeg格式的文件，能將圖像壓縮到小，壓縮速度快，非常適合于wifi網(wǎng)絡(luò)傳輸，是一種常用的圖像格式。jpeg格式壓縮需要通過一些重要步驟。先對(duì)原始圖像進(jìn)行空間變換，實(shí)現(xiàn)降采樣；在采樣后將圖像分成若干段，每段進(jìn)行DCT變換，對(duì)每一部分變換后的部分進(jìn)行濾波，對(duì)其進(jìn)行游程編碼和Hoffman編碼，得到編碼后的文件?；趈peg文件格式的某些特點(diǎn)，單片機(jī)以SOI標(biāo)簽編碼為起始，以EOI標(biāo)簽編碼為結(jié)尾。將jpeg編碼文件還原為靜態(tài)圖像大體上是反過來執(zhí)行jpeg編碼，需要Hofman解碼、游程解碼、反向掃描面排序、反量化、反DCT變換、升采樣和空間變換等步驟。Qt軟件Qimage類的fromData方法內(nèi)部封裝了反解碼算法，可以將jpeg文件存儲(chǔ)格式的數(shù)據(jù)反解碼成圖片來顯示。

在網(wǎng)絡(luò)間通信方面，使用多的是ISO/OSI模型和TCP/IP模型。ISO早些時(shí)候就研究了網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)，但后來是在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的環(huán)境下，TCP/IP模式在全世界得到了廣泛應(yīng)用。IP模型的鏈路層是以物理介質(zhì)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸輸錯(cuò)和錯(cuò)誤檢測(cè)。該層常用的設(shè)備是集線器、中繼器、交換機(jī)等，通過主機(jī)的MAC地址交換機(jī)能判斷數(shù)據(jù)是否到達(dá)，并在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)層是主機(jī)之間通過IP地址進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，還對(duì)主機(jī)進(jìn)行IP地址分配，實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。通過算法幫助傳送的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層也將選擇適合的路徑，防止走失。常見的裝置是路由器。WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳傳輸層主要處理應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)，處理傳輸錯(cuò)誤，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)進(jìn)程間的通訊。TCP/UDP協(xié)議就是這個(gè)層次的通用協(xié)議。為用戶提供了大量的服務(wù)協(xié)議，如HTML協(xié)議、ftp協(xié)議等。socket接口是TCP/IP公共API，它可以用作兩個(gè)應(yīng)用程序間通信的接口。通過套接字通信需求，將兩個(gè)應(yīng)用程序分別設(shè)置為服務(wù)器和客戶端。接著建立連接。服務(wù)端先創(chuàng)建監(jiān)聽套接字，將自己的ip地址和端口號(hào)綁定在一起。監(jiān)聽客戶機(jī)的連接，當(dāng)客戶有請(qǐng)求時(shí)，客戶需要進(jìn)行連接，需要進(jìn)行三次握手才能確認(rèn)請(qǐng)求。通訊套接字就能被取出來進(jìn)行通訊。還需要四次握手后，斷開socket的連接。WIFI模塊遠(yuǎn)距離圖傳客戶機(jī)連接服務(wù)器需要先創(chuàng)建一個(gè)通信socket接口，綁定ip和端口然后連接服務(wù)器。在與服務(wù)器進(jìn)行三次握手后，就能彼此通信。也是通過四次握手來結(jié)束這次交流。