一种物联网图像采集实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种物联网图像采集实验装置，包括依次连接的串口摄像模块、U1单片机模块、U2单片机模块和PC机，所述串口摄像模块包括摄像头和摄像串口，所述PC机通过PC机串口和U2串口B连接。本实用新型专利技术的有益效果是：设备整合模块化，使用方便。实验内容可分为3部分：串口的接收和发送程序编写及调试，C328串口摄像模块的控制程序编写及调试，单片机U1、U2的双机通信程序编写及调试。使用单片机ATmega128控制串口摄像模块C328进行拍照的物联网感知与标识实验装置，以达到物联网教学中图像采集实验的实训教学。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验装置，更具体说，它涉及一种物联网图像采集实验装置。 
技术介绍
物联网内涵丰富，涉及计算机、自动化通信、控制、微电子、微机电、网络等诸多领域，几乎囊括了信息技术及相关领域的各个方面，而且通过与具体应用背景的结合中，物联网更是深入到社会生产和生活的每一个角落，并强势渗透到各行各业。感知和标识是物联网深入物理世界的第一步，是物联网中海量信息的源头，也是物联网感知互动层的最主要技术。目前，我国在传感器核心技术、芯片、标准等方面缺少自主产权，其高端产品及市场也一直被国外企业所控制，种类繁多的传感器在工艺、形态、性能、价格等方面缺少统一规范，不利于物联网行业间的互联互通。因此在高校教学中，物联网专业的感知与标识实验实训的主要难点是设置高精度、低成本、低功耗、稳定可靠的智能数字传感装置及物联网通信标识系统，进一步融合及适当兼容现有国内外各种传感器和标识方法，构建物联网的标准化教学实验装置。 
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能够使用单片机ATmega128控制串口摄像模块C328进行拍照的物联网图像采集实验装置。 本技术的目的是通过以下技术方案实现的。这种物联网图像采集实验装置，包括依次连接的串口摄像模块、U1单片机模块、U2单片机模块和PC机，所述串口摄像模块包括摄像头和摄像串口，所述PC机通过PC机串口和U2串口B连接。 作为优选：所述U1单片机模块包括依次连接的U1串口A、U1单片机和U1串口B；所述U2单片机模块包括依次连接的U2串口A、串口扩展芯片、U2单片机和U2串口B；所述U1串口B和U2串口A连接。 作为优选：所述摄像串口包括摄像RX引角和摄像TX引角；所述U1串口A包括U1TX引角和U1RX引角；摄像RX引角连接U1RX引角，摄像TX引角连接U1TX引角。 作为优选：所述串口扩展芯片型号为GM8123。 作为优选：所述U1单片机和U2单片机型号为ATmega128。 作为优选：所述串口摄像模块设有连接电源的和接地的GND引角。 作为优选：所述串口摄像模块型号为C328。 本技术的有益效果是：设备整合模块化，使用方便。实验内容可分为3部分：串口的接收和发送程序编写及调试，C328串口摄像模块的控制程序编写及调试，单片机U1、U2的双机通信程序编写及调试。使用单片机ATmega128控制串口摄像模块C328进行拍照的物联网感知与标识实验装置，以达到物联网教学中图像采集实验的实训教学。 附图说明图1为本技术电路原理图； 附图标记说明：串口摄像模块1、摄像头2、VDD引角3、GND引角4、摄像RX引角5、摄像TX引角6、U1单片机7、U1单片机模块8、U1TX引角9、U1RX引角10、U1串口B11、U2单片机模块12；U2串口A13、U2串口B14、串口扩展芯片15、PC机串口16、PC机17、U1串口A18、摄像串口19、U2单片机20。 具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步描述。虽然本技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本技术限制在所述实施例中。相反，本技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本技术的范围内的替换物、改进型和等同物。 如图1所示，首先，定义串口1为串口A，串口0为串口B。 本技术的原理为：ATmega128(高配8位系列单片机)实现一个串口摄像的程序，装置中用到了两个单片机U1单片机7、U2单片机20，U1单片机7实现了以下功能：U1单片机7通过U1串口A18发送命令给串口摄像模块1，串口摄像模块1把相片数据通过摄像串口19发回给U1单片机7，U1单片机7再把数据通过它的U1串口B11发给U2单片机20的U2串口A13的串口扩展芯片15型号GM8123，最后U2单片机20通过U2串口B14把数据发送到PC机17，在PC机17上打开串口调试助手，就可以获得相片的数据。 (1)串口的接收和发送程序编写调试 在本装置中，U1串口A18的发送和接收过程都使用了缓冲区，即首先把要发送的数据保存到缓冲区中，如果U1单片机7的串中空闲，数据就会直接被发送出去；如果串口正在发送或者接收数据，则数据被保存在缓冲区中，待串口空闲时再将其发送出去。这里U1串口A18的发送和接收都是用中断实现的。U1串口A18的发送程序首先把要发送的数据保存到缓冲区，然后打开串口中断。U1串口A18的中断发送处理函数主要负责数据的发送。U1串口A18的接收程序中首先判断接收缓冲区是否有数据。单片机接收到的数据会发生接收处理中断，触发串口1的中断接收处理函数，把接收到数据发送到发送缓冲区，并移动发送缓冲指针。 (2)串口摄像模块1的控制程序编写调试 串口摄像模块1型号C328支持标准串口输出JEPG图像数据。该模块有4个引脚：VDD引角3、GND引角4、摄像RX引角5、摄像TX引角6，其中摄像RX引角5、摄像TX引角6分别与U1TX引角9、U1RX引角10相连，其他两个引脚分别接地和电源。U1单片机7通过U1串口A18向串口摄像模块1发送命令，串口摄像模块1收到命令后，给U1单片机7发送应答。U1单片机7控制串口摄像模块1，用到如下几个程序：同步程序；初始化程序；设置数据包大小程序；发送照片操作程序；发送获取已照相片数据大小程序；获得相片数据程序。 (3)单片机U1和U2的双机通信程序编写调试 U1单片机7的U1串口B11与U2单片机20的串口扩展芯片15型号GM8123的扩展口3相连，所以如果U1单片机7要给U2单片机20发送数据，需要让串口扩展芯片15工作在串口3的单模式下。这样U2单片机20可以从串口扩展芯片15收到数据，然后通过U2串口B14发送到PC机17上，通过串口调试助手就可以得到相关的数据。 本实验装置的实验步骤：(1)建立两个文件夹，一个是U1，一个是U2，使用WinAVR分别写相关的代码，包括：同步程序；初始化程序；设置数据包大小程序；发送照片操作程序；发送获取已照相片数据大小程序；获得相片数据程序，并编译得到.hex文件。(2)使用AVR Studio分别将.hex文件下载到单片机U1和U2上。(3)将单片机U2串口与PC相连，打开串口调试助手，波特率为9600bit/s，校验位NONE，数据位8位，停止位1位，且用十六进制显示。再按单片机的复位键，过5s，就可以在串口调试助手上收到数据，把这个数据保存起来，命名，最后运行convert.exe就可以得到.jpg图像文件。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网图像采集实验装置，其特征在于：包括依次连接的串口摄像模块(1)、U1单片机模块(8)、U2单片机模块(12)和PC机(17)，所述串口摄像模块(1)包括摄像头(2)和摄像串口(19)，所述PC机(17)通过PC机串口(16)和U2串口B(14)连接。

【技术特征摘要】
1.一种物联网图像采集实验装置，其特征在于：包括依次连接的串口摄像模块(1)、U1单片机模块(8)、U2单片机模块(12)和PC机(17)，所述串口摄像模块(1)包括摄像头(2)和摄像串口(19)，所述PC机(17)通过PC机串口(16)和U2串口B(14)连接。
2.根据权利要求1所述的物联网图像采集实验装置，其特征在于：所述U1单片机模块(8)包括依次连接的U1串口A(18)、U1单片机(7)和U1串口B(11)；所述U2单片机模块(12)包括依次连接的U2串口A(13)、串口扩展芯片(15)、U2单片机(20)和U2串口B(14)；所述U1串口B(11)和U2串口A(13)连接。
3.根据权利要求1述的物联网图像采集实验装置，其特征在于：所述摄像串口(19)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪磊，
申请(专利权)人：浙江广厦建设职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：