CN210745401U - 一种基于lte模块远程图像无线传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LTE模块远程图像无线传输系统，包括控制模块、LCD显示模块、摄像头模块、TTL电平转RS485模块、LTE模块和电机驱动模块，摄像头模块与控制模块连接，控制模块分别与LCD显示模块和电机驱动模块连接，控制模块通过TTL电平转RS485模块与LTE模块连接，所述LTE模块用于无线连接上位机；电机驱动模块包括电机和电机驱动电路，控制模块通过电机驱动电路与电机连接，电机的输出轴与摄像头模块连接且用于驱动摄像头模块旋转。本实用新型采用单片机采集图像，经由LTE模块进行传输，由上位机接收，实现远程无线图像传输，可以应用于农林作物监测系统，整体电路简单可靠。

Description

一种基于LTE模块远程图像无线传输系统

技术领域

本实用新型涉及农林作物图像采集技术领域，具体涉及一种基于LTE模块远程图像无线传输系统。

背景技术

实时远程图像传输对实时监控工业生产、农林领域作物与树生长状态等具有重要的研究意义。随着移动技术的发展，基于移动通讯的传输变得更加可靠和迅速，远距离实现实时图像采集成为可能，特别是应用于农林实时监测作物的生长状态具有重要的研究意义，即通过实时采集农林作物图像从而对作物的生长状态进行远距离监控。因此提出一种远程图像无线传输系统应用于农林作物监测系统是非常重要的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于LTE模块远程图像无线传输系统，本基于LTE模块远程图像无线传输系统采用单片机采集图像，经由LTE模块进行传输，由上位机接收，实现远程无线图像传输，可以应用于农林作物监测系统，整体电路简单可靠。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于LTE模块远程图像无线传输系统，包括控制模块、LCD显示模块、摄像头模块、TTL电平转RS485模块、LTE模块和电机驱动模块，所述摄像头模块与控制模块连接，所述控制模块分别与LCD显示模块和电机驱动模块连接，所述控制模块通过TTL电平转RS485模块与LTE模块连接，所述LTE模块用于无线连接上位机；

所述电机驱动模块包括电机和电机驱动电路，所述控制模块通过电机驱动电路与电机连接，所述电机的输出轴与摄像头模块连接且用于驱动摄像头模块旋转；

所述控制模块采用STM32F407VET6单片机，STM32F407VET6单片机的引脚19连接5V电源；

所述摄像头模块采用OV7670摄像头，OV7670摄像头的引脚1连接3.3V电源，OV7670摄像头的引脚2连接地线，OV7670摄像头的引脚3至引脚16均与STM32F407VET6单片机连接且引脚3至引脚16分别通过电阻连接有5V电源，OV7670摄像头的引脚17连接3.3V电源，OV7670摄像头的引脚18连接地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述LCD显示模块采用320*240点阵LCD液晶显示屏LCD1，显示屏LCD1的引脚1连接地线，显示屏LCD1的引脚3至引脚26均与STM32F407VET6单片机连接且引脚3至引脚26分别通过电阻连接有5V电源，显示屏LCD1的引脚31连接3.3V电源，显示屏LCD1的引脚30和引脚32连接地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述TTL电平转RS485模块采用芯片MAX485，所述LTE模块采用芯片MDM9X00。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电机驱动电路包括驱动器M422，所述驱动器M422的引脚1、引脚2和引脚3均连接5V电源，驱动器M422的引脚4与STM32F407VET6单片机的引脚16连接且驱动器M422的引脚4通过电阻R45连接5V电源，驱动器M422的引脚5与STM32F407VET6单片机的引脚17连接且驱动器M422的引脚5通过电阻R46连接5V电源，驱动器M422的引脚6与STM32F407VET6单片机的引脚18连接且驱动器M422的引脚6通过电阻R1连接5V电源，驱动器M422的引脚7连接12V电源，驱动器M422的引脚8、引脚9、引脚10和引脚11均与电机连接，驱动器M422的引脚12连接地线。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可以通过摄像头模块实时采集农林作物图像并发送给单片机，经由LTE模块进行无线传输，由上位机接收，实现远程无线图像传输，应用于农林实时监测作物的生长状态具有重要的研究意义，整体电路简单可靠。

附图说明

图1为本实施例电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

本实施例提供一种基于LTE模块远程图像无线传输系统，包括控制模块、LCD显示模块、摄像头模块、TTL电平转RS485模块、LTE模块和电机驱动模块，摄像头模块与控制模块连接，控制模块分别与LCD显示模块和电机驱动模块连接，控制模块通过TTL电平转RS485模块与LTE模块连接，LTE模块用于无线连接上位机。电机驱动模块包括步进电机M1和电机驱动电路，控制模块通过电机驱动电路与电机M1连接，电机的输出轴与摄像头模块连接且用于驱动摄像头模块旋转。

如图1所示，本实施例的控制模块采用STM32F407VET6单片机，STM32F407VET6单片机的引脚19连接5V电源。STM32F407VET6单片机的引脚8和引脚9通过晶振Y2连接，引脚8通过电容C3连接地线，引脚9通过电容C4连接地线。STM32F407VET6单片机的引脚12和引脚13通过晶振Y1连接，引脚12通过电容C1连接地线，引脚13通过电容C2连接地线。STM32F407VET6单片机的引脚99连接地线。

本实施例在采集图像后会通过LCD显示模块在本地显示。本次LCD液晶显示屏LCD1上带有了SD卡功能，这次并不使用，因此选择了某些引脚悬空。其余引脚和STM32F407VET6单片机连接后设置相关使能即可使用，具体显示则存在缓冲接口，STM32F407VET6单片机编程时调用相关函数即可，由于属于辅助部件，具体刷新率等极限指标并没有关注，其分辨率为320*240。LCD显示模块的电路设计图如图1所示，LCD显示模块采用320*240点阵LCD液晶显示屏LCD1，显示屏LCD1的引脚1连接地线，显示屏LCD1的引脚31连接3.3V电源，显示屏LCD1的引脚30和引脚32连接地线。显示屏LCD1的引脚3至引脚26均与STM32F407VET6单片机连接且引脚3至引脚26分别通过电阻连接有5V电源。具体地，LCD显示模块的1号、30号和32号引脚接地，31号引脚接3.3V电源，2号为重启引脚，此次设计中悬空即可，27号、28号、29号引脚无定义，悬空即可。6号、7号、8号、9号、10号、11号、12号、13号、14号引脚为模块的数据引脚接STM32F407VET6单片机的PE7到PE15号引脚。3号、4号、5号、15号、16号、17号、18号、19号、20号、21号、22号引脚接STM32F407VET6单片机的PD号引脚，负责给模块使能信号和时钟信号，23号、24号、25号、26号引脚接STM32F407VET6单片机的PB12到PB15号引脚，通过程序能调用模块上的SD卡，本次不涉及这方面的编程，但是硬件电路是支持的。

本实施例的摄像头模块采用OV7670摄像头，OV7670是一款十分常用的摄像头模块，其不但拥有摄像头，内部也拥有DSP模块能通过单片机对其进行预先配置，能方便地输出诸如黑白图像等特殊要求，不需要单片机额外的处理，在诸如循迹避障等方面应用广泛，而且就算是日常应用也能自动适应环境光线，拍摄出较为真实的画面，本实施例仅利用其拍摄普通图像的能力。摄像头模块接线原理图如1所示，摄像头模块(即OV7670摄像头)的1号和17号引脚接3.3V电源，2号和18号引脚接地，9号到16号引脚分别接STM32F407VET6单片机的PA9、PB8、PB6、PE4、PE2、PE1、PC7、PC6号引脚，这8个引脚是摄像头的数据传输接口，一次读取一个字节的数据，根据封装好的DMA协议放置于单片机的指定区域，5号到8号引脚分别接STM32F407VET6单片机的PB7、PA4、PA6、PA8号引脚，为单片机通过DMA协议读取摄像头模块的DMA控制口，摄像头模块的3号引脚接STM32F407VET6单片机的PB10号引脚，为模块使能信号，摄像头模块的4号引脚接STM32F407VET6单片机的PB11号引脚，提供模块的时钟脉冲。

本实施例的TTL电平转RS485模块采用芯片MAX485，LTE模块采用芯片MDM9X00。如图1所示，LTE模块由12V供电，数据输入接RS485A线和RS485B线，由两个1K的电阻进行阻值匹配，并由两个滤波电容接地和TTL电平串口转485的4号口和5号口进行连接。LTE模块和STM32F407VET6单片机之间设置了一个TTL电平转RS485模块进行电平的转换。通过TTL电平转RS485模块为中介连接。TTL电平转RS485模块的1号和2号接口分别与STM32F407VET6单片机的PA10和PA9号引脚连接，为串口通讯的RXD和TXD引脚，TTL电平转RS485模块由5V供电，3号接口接5V直流电源，6号接口接地，4号和5号接口和LTE模块的1号和2号接口相连。

本实施例还提供一个电机驱动模块，通过上位机控制发送指令给STM32F407VET6单片机，让STM32F407VET6单片机控制电机驱动电路，从而控制一步进电机M1运动，从而达到了上位机控制步进电机M1的目的，对于整个系统，能实现OV7670摄像头的转向调整等功能，可以扩大观测范围，拍摄更好的图像，对整个系统有很大的帮助，电机驱动电路的电路原理图如图1所示。电机驱动电路采用M422型号，驱动器M422的引脚1、引脚2和引脚3均连接5V电源，驱动器M422的引脚4与STM32F407VET6单片机的引脚16连接且驱动器M422的引脚4通过电阻R45连接5V电源，驱动器M422的引脚5与STM32F407VET6单片机的引脚17连接且驱动器M422的引脚5通过电阻R46连接5V电源，驱动器M422的引脚6与STM32F407VET6单片机的引脚18连接且驱动器M422的引脚6通过电阻R1连接5V电源，驱动器M422的引脚7连接12V电源，驱动器M422的引脚8、引脚9、引脚10和引脚11均与电机M1连接，驱动器M422的引脚12连接地线。具体地，驱动器M422的7号引脚为驱动器M422和电机M1供电引脚，接10V到40V电源，本实施例采用了12V电源，12号引脚接地。驱动器M422接两相步进电机M1，采用4线接法，驱动器M422的8号和9号引脚是B相的正和负，而10和11号引脚为A相的正和负，驱动器M422采用细分的方法控制步进电机M1转动，能实现更高精度的控制。对于驱动器M422和STM32F407VET6单片机之间的连接，由于STM32F407VET6单片机拉电流能力不强本次采用共阳极接法，即驱动器M422的1号、2号、3号引脚，分别为使能正反转脉冲的正极，统一接5V的高电平，而4号引脚接STM32F407VET6单片机的PC1号引脚，为控制电机M1运动与否的使能端，5号引脚接STM32F407VET6单片机的PC2号引脚，为控制电机M1正反转的引脚，6号引脚接STM32F407VET6单片机的PC3号引脚，是脉冲提供引脚，用来控制电机M1的快慢。

本实施例主要是两个大部分组成，一方面是单片机采集图像部分，另一部分是传输模块部分。图像采集端采用STM32单片机驱动OV7670(不带FIFO芯片)摄像头，对图像进行采集，将采集的画面保存，并且显示在和单片机连接的显示屏LCD1上，即对采集的图像进行打包，二是控制发送，将采集到的图像通过和LTE模块规定好的格式发送给LTE模块，由LTE模块通过4G网络发送至远方上位机。本实施例主硬件设备主要包括STM32F407VET6单片机及其核心板一块，OV7670摄像头模块一个，320*240LCD显示屏一块，LTE模块一个，TTL电平转RS485模块一个。本实施例的上位机为生活中应用最广泛的Windows系统的PC。本实施例设计的主要流程即是利用STM32单片机直接采集图像，传输至LTE模块，随后通过网络传输至电脑，采用电脑的上位机软件进行显示，同时利用相同的原理建立一条反向通道，控制远方的步进电机M1按电脑上位机指令进行运转，使OV7670摄像头转向，可以扩大观测范围，拍摄更好的图像。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于LTE模块远程图像无线传输系统，其特征在于：包括控制模块、LCD显示模块、摄像头模块、TTL电平转RS485模块、LTE模块和电机驱动模块，所述摄像头模块与控制模块连接，所述控制模块分别与LCD显示模块和电机驱动模块连接，所述控制模块通过TTL电平转RS485模块与LTE模块连接，所述LTE模块用于无线连接上位机；

所述电机驱动模块包括电机和电机驱动电路，所述控制模块通过电机驱动电路与电机连接，所述电机的输出轴与摄像头模块连接且用于驱动摄像头模块旋转；

所述控制模块采用STM32F407VET6单片机，STM32F407VET6单片机的引脚19连接5V电源；

所述摄像头模块采用OV7670摄像头，OV7670摄像头的引脚1连接3.3V电源，OV7670摄像头的引脚2连接地线，OV7670摄像头的引脚3至引脚16均与STM32F407VET6单片机连接且引脚3至引脚16分别通过电阻连接有5V电源，OV7670摄像头的引脚17连接3.3V电源，OV7670摄像头的引脚18连接地线。

2.根据权利要求1所述的基于LTE模块远程图像无线传输系统，其特征在于：所述LCD显示模块采用320*240点阵LCD液晶显示屏LCD1，显示屏LCD1的引脚1连接地线，显示屏LCD1的引脚3至引脚26均与STM32F407VET6单片机连接且引脚3至引脚26分别通过电阻连接有5V电源，显示屏LCD1的引脚31连接3.3V电源，显示屏LCD1的引脚30和引脚32连接地线。

3.根据权利要求2所述的基于LTE模块远程图像无线传输系统，其特征在于：所述TTL电平转RS485模块采用芯片MAX485，所述LTE模块采用芯片MDM9X00。

4.根据权利要求3所述的基于LTE模块远程图像无线传输系统，其特征在于：所述电机驱动电路包括驱动器M422，所述驱动器M422的引脚1、引脚2和引脚3均连接5V电源，驱动器M422的引脚4与STM32F407VET6单片机的引脚16连接且驱动器M422的引脚4通过电阻R45连接5V电源，驱动器M422的引脚5与STM32F407VET6单片机的引脚17连接且驱动器M422的引脚5通过电阻R46连接5V电源，驱动器M422的引脚6与STM32F407VET6单片机的引脚18连接且驱动器M422的引脚6通过电阻R1连接5V电源，驱动器M422的引脚7连接12V电源，驱动器M422的引脚8、引脚9、引脚10和引脚11均与电机连接，驱动器M422的引脚12连接地线。

Images