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開發板:NUCLEO-64 STM32F446 

主控MCU：STM32F446RET6

功能特點：帶有數字攝像頭DCMI接口，不需要FIFO可直接連接并口攝像頭。具有片內128KB的SRAM，存儲空間大。

WIFI模塊：3080B

功能特點：具有STATION和AP功能，提供TCP SOCKET通信，能通過UART直接換TCP通信，非常方便。

攝像頭：OV2640 200萬像素

功能特點：提供多種分辨率選擇，對于一幀QVGA圖像(分辨率320*240)的RGB565所需的153600字節的空間，這對于該主控的SRAM來說，空間是不足夠，而OV2640自帶JPEG壓縮技術，一幀QVGA圖像經過JPEG壓縮后不到10KB，極大節省SRAM存儲空間。

攝像頭轉接板：

功能特點：連接開發板與攝像頭，減少傳輸干擾導致的圖像數據丟失。

主控引腳連接圖：

作品原型實物圖:

功能框圖：

開發平臺采用：由于MBED平臺暫時不支持攝像頭接口，所以先暫時使用ST官方的HAL庫，在完成所有功能實現后，將移植到MBED平臺。

開發工具：keil 5.17

上位機開發: .C++ 與QT5.1，視覺庫opencv

開發工具：visual stdio 2017

下位機軟件驅動：

串口UART驅動：與WIFI模塊3080B采用UART通信。

I2C驅動：對攝像頭進行初始化設置。

DCMI驅動:設置從攝像頭采集圖像接口。

MCO1驅動：給攝像頭模塊提供時鐘。

軟件程序流程圖：

下位機:

系統上電后，串口和攝像頭進行初始化，進入拍照等待。

通過串口接收回調接收上位機發送過來的拍照指令，調用DCMI接口進行拍照。

通過DCMI的幀完成回調函數可知道圖像采集完成，發送圖像回上位機。

下位機核心邏輯代碼：

while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */
		if(takePhoto==1){
		  takePhoto=0;
			if(Rxbuffer[0]==0x12 &&Rxbuffer[1]==0x34){
				Rxbuffer[0]=0; 
				Rxbuffer[1]=0;
				//__HAL_DCMI_ENABLE(&DCMI_hdcmi);
				__HAL_DCMI_ENABLE_IT(&DCMI_hdcmi, DCMI_IT_FRAME);   //每次接收完一幀都需要重新使能捕捉FRAME中斷
				while(HAL_DCMI_Start_DMA(&DCMI_hdcmi, DCMI_MODE_SNAPSHOT,(uint32_t)JpegBuffer, pictureBufferLength)!=HAL_OK);//開啟捕捉圖像
			}
			HAL_UART_Receive_IT(&UartHandle, (uint8_t *)Rxbuffer, 2);
		}
		if(getPicture==1){
			uint8_t dataHead[8]={'J','P','E','G'};
			pictureLength=pictureBufferLength-DCMI_hdcmi.DMA_Handle->Instance->NDTR;//這個NDTR存放了JPEG的長度
			pictureLength*=4;  //因為DCMI的FIFO是4字節，DMA也是滿4字節傳輸一次，所以圖像實際長度=傳輸次數*4;
			getPicture=0;
			(*(uint32_t*)(dataHead+4))=(uint32_t)pictureLength;   //data是8字節，前4字節用來放"JPEG",后4字節用來存放圖像實際長度
			while(HAL_UART_Transmit_IT(&UartHandle, (uint8_t*)dataHead, 8)!=HAL_OK);  //先發送數據長度給上位機
			HAL_Delay(20);
			while(HAL_UART_Transmit_IT(&UartHandle, (uint8_t*)JpegBuffer, pictureLength)!=HAL_OK);//再發送數據給上位機

		}
  /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

上位機：

程序運行后，顯示主界面。用戶點拍照按鍵后，發送拍照指令給下位機。

通過TCP異步接收圖像數據，顯示到界面。

調用OPENCV圖像處理算法，捕捉人臉，顯示到界面。

作品原型正面俯視：

作品原型背面俯視：

圖片采集與人臉追蹤效果圖1：

圖片采集與人臉追蹤效果圖2：

人臉追蹤視頻：