基于FPGA的医疗急救无线图像传输系统设计与实现

本研究论文深入探讨了"基于FPGA的微型无线图像传输系统"这一主题，作者潘樱子，专业背景为生物医学工程，在东南大学攻读硕士学位。该研究着重于结合无线通信技术、嵌入式技术、传感器技术和半导体技术，针对医疗急救场景的需求，设计了一个低成本、小型化且可重配置的系统。 论文首先阐述了当前无线图像采集传输系统的发展趋势，强调了在医疗急救中的应用价值。系统的核心部分是基于FPGA的图像采集与压缩模块，利用FPGA的高速并行运算能力，采用Verilog HDL硬件描述语言实现了JPEG图像压缩算法的硬件加速。通过对JPEG压缩标准的深入剖析，设计的电路被验证为功能正确且符合时序要求，形成了一种可以作为知识产权核（IP核）的JPEG图像压缩单元。 接着，论文详细介绍了Avalon总线接口规范的应用，设计了兼容的接口和硬件驱动程序，使得JPEG压缩IP核能够无缝集成到可编程片上系统（SoC）中，增强了系统的灵活性和扩展性。研究还涉及短距无线通信协议的设计，通过自动调频、自动应答和自动重发机制，提高了通信的稳定性和可靠性。 非标准的无线通信协议在此基础上开发，能够在正常条件下实现数据的可靠传输。最后，论文通过联合验证了JPEG压缩IP核和无线通信模块的性能，证明了在实际应用中，系统能成功压缩图像，并通过nRF24L01无线通信协议稳定、完整地传输数据，无论是从编码效率还是通信质量上，都达到了预期的效果。 总结来说，这项研究不仅提供了基于FPGA的无线图像采集传输系统的技术实现，还展示了其在医疗急救场景中的实用价值，对于推动嵌入式系统在医疗领域的应用具有重要意义。