单片机图像采集与网络传输

　　随着网络技术的发展和网络应用的普及，如何充分利用网络资源来实现低成本、高可靠的远程视频监控，已成为一个技术热点。本文介绍一个用单片机与图像采集模块接口，嵌入TCP/IP协议栈，制作“网络摄像头”的方法网站图片采集软件。本网络摄像头在一个组播式视频图像监控系统中，只作为组播源向以太网发送视频图像数据；其它监控计算机则作为组播成员接收数据。整个视频图像发送和监控系统在局域网中使用时，监控接收端的PC机只要加入了组播组，不必知道网络摄像头的IP地址和 MAC地址，也不需要两者的IP地址是在同一网段，均可接收到网络摄像头发出的图像数据，使用起来相当方便。

采集工具 　　2. 硬件接口电路

　　网络摄像头的硬件接口电路如图1所示。该电路采用的单片机是89C52芯片，另扩展32K的外部存储器，供网络和图像数据处理用。

　　图1中的DB200是一个产品摄像模块,它由微型摄像镜头、图像缓存、时序发生、总线接口等电路构成；其外接信号是一个16脚的插座（9 ~ 16脚分别对应数据线D7 ~ D0，其它为地址、电源和读写控制线）。

　　图1中图片采集器 ，U1、U4和DB200的片选信号由89C52的地址线A14、A15和74HC00的3个与非门提供：A15=0时选通U4；A15=1及A14=0时选通U1；A15=1及A14=1时选通DB200。DB200的第8脚接A13用来选择其内部寄存器。

　　RTL8019AS有3种工作方式：（1）跳线方式。（2）即插即用方式采集图片工具。（3）免跳线方式。RTL8019AS使用哪种工作方式由第65脚(JP)决定。为减少连线，我们采用跳线方式（把65脚接高电平）。这样网卡的传输介质、I/O基地址和中断号就由74、77、78、79、80、81、82、 84、85等引脚状态决定。

　　RTL8019AS的81、82、84、85（BD0-BD3）脚接低电平，对应32个I/O寄存器地址范围为300H - 31FH；78-80（BD4-BD6）脚接低电平，对应中断号为INT0（IRQ2/9）；74（BA14）、77（BD7）脚接低电平，为自动检测传输介质方式。

　　RTL8019AS有20根地址（SA0-SA19）线图片采集程序，将其5、7、8、9、10（SA0-SA4）脚接89C52的A8-A12，将15、 16（SA8、SA9）脚接高电平来确保基地址为300H，其余地址线则全部接地。由于RTL8019AS的使能（AEN）信号是由89C52的 A15=1及A14=0时提供，因此我们可得出以下地址关系：

　　2进制数： 1 0 0 0 0 0 0 0 0000 0000  16进制数： 0X8000

　　2进制数： 1 0 0 1 1 1 1 1 0000 0000  16进制数： 0X9F00

　　可见，如果89C52输出地址0X8000至0X9F00，均可选中RTL8019AS。由于RTL8019AS的SA9和SA8恒接高电平，当89C52 的地址信号由0X8000至0X9F00变动时，会有：SA9 SA8 SA7 SA6 SA5 SA4 SA3 SA2 SA1 SA0 =11 0000 0000 至 11 0001 1111，即对应选择RTL8019AS的I/O寄存器地址300H至31FH。

　　RTL8019AS的96脚（IOCS16B）接低电平，使其工作在8位总线模式；64脚接低电平，使用非AUI接口；31、32脚接高电平，屏蔽远程自举加载功能；33脚所需复位信号，由89C52的P1.5提供；29、30脚对应接89C52的读写脚。

　　3. 软件模块设计

　　嵌入式系统一般采用简化的TCP/IP协议栈。常用的有IP、ARP、UDP、ICMP、TCP以及HTTP等协议。为了尝试实现一个最简易的嵌入式TCP/IP协议，我们选用UDP通讯方式。

　　UDP的通讯方式有3种：点对点、广播和组播。考虑到点对点通讯需要ARP协议来取得目标节点的物理地址，我们不用点对点通讯。至于广播通讯和组播通讯，两者都不需要ARP协议。但广播方式有如下缺陷：（1）广播数据报不能跨过路由器传播；（2）广播时本地子网的所有主机都会接收到广播并作出响应图片采集软件 ，既增加了非接收者的开销，保密性也不好。我们采用的组播方式不存在这些问题，较适合作为网络视频监控的信息传输