基于飞思卡尔K60的二值化图像无线传输

陈思宇 张倩 钱程 熊扬扬

摘 要：现代电子信息技术的发展使无线通信技术日趋成熟。较传统有线传输而言，无线传输可实现远程通信及数据的实时更新。本文提出一种集图像采集、处理和无线传输于一体的设计方案。首先利用MK60DN512VLL10和OV7725摄像头完成图像采集与二值化处理;接着采用无线蓝牙模块，将图像数据经USB转串口调节芯片传送至上位机;最后编制人机界面，在上位机上实时显示图像。实验表明，该方案具有图像传输实时性高、动态性能好等特点，有利于实现现场图像获取及短距离无线通信。

关键词：图像采集;二值化;无线传输;蓝牙;K60

普通传感器进行图像识别需处理大量数据，耗时长，造成实时系统存在滞后性。在不影响图像特征的基础上，采用二值化处理，能够大大减小图像数据的存储空间，缩短处理时间，这使得基于蓝牙的图像信息无线传输成为可能。

1 整体设计方案

本文采用逐飞OV7725摄像头对目标区域进行监测，输出二值化图像，MK60DN512VLL10采用DMA方式采集图像，并通过蓝牙与CH340串口模块将图像信息传送至上位机显示。整体设计原理如下1图所示。

2 图像采集与处理

为提高单片机工作效率，使用场中断信号VSYNC进行DMA数据传送。一般在像素点同步信号PCLK的上升沿采集数据，此时像素点数据较稳定，有利于避开消影区。

在一场像素点采集中，每个PCLK信号上升沿都触发DMA传输，把摄像头输出的数据读到K6O内存数组里。假设每帧图像的像素为m * n，则m * n个PCLK信号就输出一帧图像的所有像素点数据，此时停止DMA传輸，等待下一个VSYNC信号到来。

通过设置合理的阈值，可以将256个亮度等级的灰度图像二值化。当像素点的灰度大于或等于阈值时，其灰度值为255，该像素点属于目标物体。反之，其灰度值为0，属于背景或目标外物体。二值化图像不仅保留了原图像的整体和局部特征，而且图像简单，数据量小，能突出目标物体轮廓，有利于图像的进一步处理。根据实际情况设置上位机中阈值大小，能够尽可能地减小背景和噪声干扰，有利于区分图像和背景。

3 无线蓝牙传输

为实现远程控制，需要在K60与上位机间建立无线通信。本设计采用主从一体的蓝牙模块，通过AT命令可以切换主机和从机模式，支持八位数据位、一位停止位、无奇偶校验位的常用通信格式。如图1，蓝牙1与K60相连，蓝牙2经过USB转串口芯片CH340与电脑相连。两块蓝牙配对成功后，即可实现无线通信，从而可在上位机上观察到所摄区域的二值化图像，如下图3所示。

4 结语

本文基于K60单片机对OV7725摄像头进行图像DMA采集与二值化处理，并结合蓝牙与CH340调节芯片实现与上位机的无线通信，有利于解决短距离无线监控与控制的问题。

参考文献：

[1]葛俊杰，何志琴，吴逊.智能车图像采集及优化处理的研究[J].电子世界，2018（16）.

[2]陈业慧，黄凯.基于OV7725二值化图像的无线实时传输[J].长沙大学学报，2018（2）.

[3]王鹏.一种局部二值化方法及其应用[D].2017.

作者简介：陈思宇（1996-），女，安徽滁州人，安徽大学电气工程与自动化学院在读本科生;张倩（1984-），女，安徽亳州人，博士，副教授，研究方向为微电网经济优化运行、多目标优化算法、预测控制;钱程（1996-），男，江苏南通人，安徽大学电气工程与自动化学院在读本科生;熊扬扬（1997-），男，安徽阜阳人，安徽大学电气工程与自动化学院在读本科生。