一种基于ESP8266无线通信电路的图像采集系统的制作方法

一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统
技术领域
1.本实用新型涉及低功耗图像采集技术领域，尤其涉及一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统。


背景技术：

2.随着电子产业的快速发展以及航空航天实验条件的不断严苛，搭载设备的小型化，集成化也在不断提升要求，图像数据作为直观的数据来源，扮演了越来越重要的数据支撑角色。
3.对于航空航天设备，一般都具有空间受限，能耗珍贵、带宽有限的特点，所以搭载的图像采集系统必须要在保证图像质量的前提下，尽量降低功耗，期望可以长时间工作，并尽量降低码率，期望可以节省存储空间，降低带宽使用率，期望可以节省存储空间、降低宽带使用率。
4.例如某遥测设备，遥测宽带一般为2mb/s至5mb/s，工作时长可能长达数小时，需要实时获取设备运行状况图像，对于大部分的可行方案，有些采用普通abm处理器架构可以做到实时传输，但是图像分辨率降低；有些采用fpga采集、flash存储、ddr读取设计框架，可以做到开分辨率，但是实时性和码率要求不达标。
5.嵌入式系统设备的小型化、芯片的高集成度，使得芯片的功耗明显增大。芯片稳定工作后温升10摄氏度，其可靠性将会降低近一半。其中包含电迁移、连线阻抗增大、线延时增加等问题，最终导致时延故障率增大。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统，其在分析日益小型化、集成化的航天图像设备功耗紧张的基础上，设计了以国产视频处理芯片hi3516d为核心的接口方案，使设备能应用该接口实现低功耗、低码率、高质量的图像采集传输功能。
7.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
8.一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统，包含cmos图像采集模块、主控模块、无线通信电路、存储模块和电源模块，所述cmos图像采集模块包含ar0230cs传感器、slvs接口，所述存储模块包含256mb的flash模块和4gb的ddr3模块，所述ar0230cs传感器通过slvs接口连接主控模块，所述flash模块和ddr3模块分别与主控模块连接，所述无线通信电路通过rs422接口连接主控模块；
9.所述无线通信电路包含天线ant1、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2、电感l1、电感l2、芯片u1、芯片u2、芯片u3、vdd端，其中，天线ant1分别连接电感l1的一端、电容c6的一端，电感l1的另一端接地，电容c6的另一端分别连接电感l2的一端和芯片u1的引脚2，电感l2的另一端接地，芯片u1的引脚3和芯片u1的引脚4分别连接电容c4的一端、电容c5的一端和vdd端，电容c4的另一端、电容c5的另一端分别接地，芯片u1的
引脚1分别连接电容c3的一端、vdd端、芯片u1的引脚30和芯片u1的引脚29，电容c3的另一端接地，芯片u1的引脚31连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端接地，芯片u1的引脚28分别连接电容c1的一端和芯片u2的引脚1，芯片u2的引脚2接地，电容c1的另一端接地，芯片u2的引脚4接地，芯片u2的引脚3分别连接电容c2的一端和芯片u1的引脚27，电容c2的另一端接地，芯片u1的引脚18连接芯片u3的引脚7，芯片u1的引脚19连接芯片u3的引脚3，芯片u1的引脚20连接芯片u3的引脚1，芯片u1的引脚21经过电阻r2连接芯片u3的引脚6，芯片u1的引脚22连接芯片u3的引脚2，芯片u1的引脚23连接芯片u3的引脚5，芯片u1的引脚17分别连接芯片u1的引脚11和vdd端。
10.作为本实用新型一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统的进一步优选方案，所述电源模块包含avs调压单路和内核电压输出电路，avs调压单路和内核电压输出电路包含第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电感l1、芯片mp2122、电压+5v端、调压电路输出avs端、内核电压输出cpu端；
11.其中，电压+5v端分别连接第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、芯片mp2122的en1端、芯片mp2122的in端，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端连接并接地，芯片mp2122的sw1端连接第一电感l1的一端，第一电感l1的另一端分别连接第一电阻r1的一端、第三电容c3的一端、第四电容c4的一端和内核电压输出cpu端，第三电容c3的另一端和第四电容c4的另一端连接并接地，第一电阻r1的另一端分别连接第三电阻r3的一端、第四电阻r4的一端和第二电阻r2的一端，第三电阻r3的另一端接地，第四电阻r4的另一端连接第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端连接第五电阻r5的一端和第五电容c5的一端，第五电阻r5的另一端连接调压电路输出avs端，第五电容c5的另一端接地，第二电阻r2的另一端连接芯片mp2122的fb1端。
12.作为本实用新型一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统的进一步优选方案，所述主控器模块采用国产海思公司的hi3516d芯片，通过mipi管理器接受来自cmos图像采集模块的数据，并进行优化处理、h264编码压缩，通过usrt接口输出至rs422无线通信电路。
13.作为本实用新型一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统的进一步优选方案，所述flash模块的芯片型号为mx25l25635f。
14.作为本实用新型一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统的进一步优选方案，所述ddr3模块的芯片型号为k4b4g1646e。
15.本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
16.1、本实用新型一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统，其在分析日益小型化、集成化的航天图像设备功耗紧张的基础上，设计了以国产视频处理芯片hi3516d为核心的接口方案，使设备能应用该接口实现低功耗、低码率、高质量的图像采集传输功能；
17.2、本实用新型采用esp8266无线通信电路，包含天线ant1、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2、电感l1、电感l2、芯片u1、芯片u2、芯片u3、vdd端，其选用esp8266作为主控芯片使用，另外作为通信模块应用时通过串口转wifi将终端设备接入互联网进行数据传输，通信方式采用基础网拓扑结构，esp8266是串口转无线模芯片，内部自带固件，用户操作简单，无需编写时序信号等；
18.3、本实用新型图像采集模块采用高动态低功耗ar0230cs传感器，其拥有96db的高动态范围、41db的高信噪比，最大输出能力为1080p@60fps；
19.4、本实用新型存储模块使用256mb的flash模块和4gb的ddr3模块，该ddr3最高支持600mhz的工作频率，可设置低功耗模式；
20.5、本实用新型主控模块采用国产海思公司的hi3516d芯片，通过mipi管理器接受来自cmos图像采集模块的数据，并进行优化处理、h264编码压缩，通过usrt接口输出至rs422无线通信电路，芯片从先进的低功耗工艺和低功耗架构触发，同时采用arm cortex a7的内核，最大输出能力为1080p@60fps；
21.6、本实用新型能够进一步降低功耗、发挥hi3516d低功耗架构优势，进而为主控芯片关键的、功耗较高的电源支路添加avs支持，使得控制芯片hi3516d可以根据运行不同业务cpu占用率来动态调节这两路电压。
附图说明
22.图1是本实用新型图像采集系统的结构原理图；
23.图2是本实用新型无线通信电路
24.图3是本实用新型电源模块的电路图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.一种基于esp8266无线通信电路的图像采集系统，如图1所示，包含cmos图像采集模块、主控模块、无线通信电路、存储模块和电源模块，所述cmos图像采集模块包含ar0230cs传感器、slvs接口，所述存储模块包含256mb的flash模块和4gb的ddr3模块，所述ar0230cs传感器通过slvs接口连接主控模块，所述flash模块和ddr3模块分别与主控模块连接，所述无线通信电路通过rs422接口连接主控模块；本实用新型的图像采集模块采用高动态低功耗ar0230cs传感器，通过slvs接口将图像数据送至主控模块。其拥有96db的高动态范围、41db的高信噪比，最大输出能力为1080p@60fps。
28.本实用新型主控模块采用国产海思公司的hi3516d芯片，通过mipi管理器接受来自cmos图像采集模块的数据，并进行优化处理、h264编码压缩，通过usrt接口输出至rs422无线通信电路，芯片从先进的低功耗工艺和低功耗架构触发，同时采用arm cortex a7的内核，最大输出能力为1080p@60fps。
29.本实用新型存储模块使用256mb的flash模块和4gb的ddr3模块，该ddr3最高支持600mhz的工作频率，可设置低功耗模式；所述flash模块的芯片型号为mx25l25635f，所述ddr3模块的芯片型号为k4b4g1646e。
30.如图2所示，所述无线通信电路包含天线ant1、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电阻r1、电阻r2、电感l1、电感l2、芯片u1、芯片u2、芯片u3、vdd端，其中，天线
ant1分别连接电感l1的一端、电容c6的一端，电感l1的另一端接地，电容c6的另一端分别连接电感l2的一端和芯片u1的引脚2，电感l2的另一端接地，芯片u1的引脚3和芯片u1的引脚4分别连接电容c4的一端、电容c5的一端和vdd端，电容c4的另一端、电容c5的另一端分别接地，芯片u1的引脚1分别连接电容c3的一端、vdd端、芯片u1的引脚30和芯片u1的引脚29，电容c3的另一端接地，芯片u1的引脚31连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端接地，芯片u1的引脚28分别连接电容c1的一端和芯片u2的引脚1，芯片u2的引脚2接地，电容c1的另一端接地，芯片u2的引脚4接地，芯片u2的引脚3分别连接电容c2的一端和芯片u1的引脚27，电容c2的另一端接地，芯片u1的引脚18连接芯片u3的引脚7，芯片u1的引脚19连接芯片u3的引脚3，芯片u1的引脚20连接芯片u3的引脚1，芯片u1的引脚21经过电阻r2连接芯片u3的引脚6，芯片u1的引脚22连接芯片u3的引脚2，芯片u1的引脚23连接芯片u3的引脚5，芯片u1的引脚17分别连接芯片u1的引脚11和vdd端。
31.本实用新型选用esp8266作为主控芯片使用，另外作为通信模块应用时通过串口转wifi将终端设备接入互联网进行数据传输，通信方式采用基础网拓扑结构，esp8266是串口转无线模芯片，内部自带固件，用户操作简单，无需编写时序信号等。
32.电源模块主要采用mp2122等高效率dc/dc。经过电流评估，着重考虑两路较关键、功耗较大的电源，针对hi3516d的内核1.1v电压，平均电流约为900ma，最大电流为1a；考虑温度的影响并留有50％以上的设计余量，再综合布局空间、成本、供货周期来选择，选择mp2122提供hi3516d的内核1.1v电压。
33.如图3所示，所述电源模块包含avs调压单路和内核电压输出电路，avs调压单路和内核电压输出电路包含第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一电感l1、芯片mp2122、电压+5v端、调压电路输出avs端、内核电压输出cpu端；
34.其中，电压+5v端分别连接第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、芯片mp2122的en1端、芯片mp2122的in端，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端连接并接地，芯片mp2122的sw1端连接第一电感l1的一端，第一电感l1的另一端分别连接第一电阻r1的一端、第三电容c3的一端、第四电容c4的一端和内核电压输出cpu端，第三电容c3的另一端和第四电容c4的另一端连接并接地，第一电阻r1的另一端分别连接第三电阻r3的一端、第四电阻r4的一端和第二电阻r2的一端，第三电阻r3的另一端接地，第四电阻r4的另一端连接第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端连接第五电阻r5的一端和第五电容c5的一端，第五电阻r5的另一端连接调压电路输出avs端，第五电容c5的另一端接地，第二电阻r2的另一端连接芯片mp2122的fb1端。
35.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。