[实用新型]一种基于FPGA的火灾识别灭火装置

说明书

本实用新型提供一种基于FPGA的火灾识别灭火装置，包括PLL时钟生成模块、上电复位模块、OV7725摄像头模块、图像处理模块、SDRAM存储模块、电源模块、JTAG下载模块、VGA显示模块、LORA无线通信模块、灭火模块。其中，OV7725摄像头模块包括IIC通信模块、CMOS数据采集模块和寄存器配置模块。基于FPGA的火灾识别灭火装置通过图像处理模块对OV7725摄像头采集到的图像数据进行识别处理，实时监测目标区域是否有火焰的产生，若目标区域有火焰产生，FPGA将通过LORA无线通信模块控制灭火模块进行灭火。

技术领域

本实用新型涉及数字图像处理领域，具体涉及一种基于FPGA的火灾识别灭火装置。

背景技术

随着人工智能、计算机网络技术、大数据科学等研究的迅猛发展，数字图像的捕获和处理技术正在向着更高层次的方向发展，人们对于图像处理系统也有了新的要求，图像处理系统的硬件体积越来越小，实时性也越来越好，特别是最近几年，图像的分辨率和扫描频率都有了较大范围的提升，传统基于软件平台的图像处理系统已经很难满足要求，加上图像处理算法的天然并行性，FPGA的加入给图像处理带来了新的活力，特别是针对图像底层一些并行性的图像处理算法，此外，FPGA在一些低成本的机器视觉领域也得到了广泛的应用。作为可编程器件的FPGA不仅具有硬件可编程的灵活性，能适应不同场景不同需求的需要，还具有天然的并行优势，实现实时处理，但是控制领域就非FPGA所擅长了，然而51单片机指令集丰富，性价比高，足够满足控制领域的多数控制要求。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了基于FPGA的火灾识别灭火装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于FPGA的火灾识别灭火装置，包括PLL时钟生成模块、上电复位模块、OV7725摄像头模块、图像处理模块、SDRAM存储模块、电源模块、JTAG下载模块、VGA显示模块、LORA无线通信模块以及灭火模块，其结构特点在于：

PLL时钟生成模块为OV7725图像传感器、SDRAM、图像处理模块以及VGA显示模块提供相应的时钟，该模块与OV7725摄像头模块、SDRAM存储模块、VGA显示模块相连；

上电复位模块是在FPGA上电后保持一段时间的复位状态，上电后复位各个模块；

OV7725摄像头模块包括IIC通信模块、CMOS数据采集模块和寄存器配置模块，该模块为了采集图像信息；OV7725是一款体积小、工作电压低的CMOS类型数字图像传感器，寄存器配置模块把OV7725寄存器配置所需要的数据通过IIC通讯模块传输给OV7725，CMOS数据采集模块把OV7725输出的图像数据传给图像处理模块；

SDRAM存储模块采用的是华邦的W9812G6KH-6芯片，用于在第零和第一BANK区存储图像预处理时的图像数据，在第二和第三BANK区存储图像处理后的图像数据。所述SDRAM存储模块与图像处理模块和摄像头采集模块相连；

图像处理模块包括了进行图像的灰度化、帧间差分运算、腐蚀运算、膨胀运算、二值化运算和加框处理六个流程做进一步的图像处理，分别于PLL时钟生成模块、OV7725摄像头模块、SDRAM存储模块、VGA显示模块相连、LORA无线通信模块；

VGA显示模块用于把SDRAM中存储的经过识别加框处理的图像数据读取出来，并传送到显示器上显示；

LORA无线通信模块用于把FPGA的识别检测结果传输到灭火模块，控制灭火模块是否运行；

所述灭火模块主要由51单片机和电机驱动器组成，当51单片机收到FPGA的火灾信号后启动电机驱动器驱动水泵灭火；

所述JTAG下载模块，用于向FPGA芯片中下载程序或向flash中固化程序；