基于Android的COMS Sensor模块设计与实现开题报告

 2022-04-04 09:04

1. 研究目的与意义

随着移动互联网技术的普及,人们对智能手机的需要也越来越多。而在众多智能手机操作系统之中,android系统凭借着google的技术支持及其开源特性在短时间内迅速占领大量的市场。传感器系统可以让智能手机的功能更加丰富多彩,所以传感器设备已经成为智能手机必备的组件之一。android系统可以支持多种传感器,有的传感器已经在android的框架中使用,大多数传感器由应用程序使用。

和ccd图像传感器相对比,cmos图像传感器具有低功耗、低操作电压、片上集成功能、低价格等优势,但是在cmos图像传感器出现初期由于相对较差的性能和较大的像元尺寸,并没有得到很好的市场,后来随着超大规模集成电路技术(vlsi)和cmos工艺水平的不断提高,cmos图像传感器逐渐开始展现出ccd图像传感器不具有的优势,在图像传感器领域的市场份额逐渐扩大。得益于超大规模集成电路技术(vlsi)和cmos工艺水平的不断发展,在成像应用中,cmos图像传感器的量子效率、填充因子等成像性能逐渐可以和ccd图像传感器相媲美,犹如如今智能手机摄像头大多采用CMOS图像传感器,在水下探测、空间对地遥感等成像领域,CMOS图像传感器也有可能取代ccd图像传感器,进而逐渐成为多数成像领域图像传感器的主要选择。

本设计基于高通开发板上android系统的cmos传感器模块进行移植和开发,熟悉android系统框架和开发环境,对android系统的传感器模块的驱动层和硬件抽象层的开发进行深入的分析与研究,熟悉摄像头结构的硬件原理结构图及其组装方式,利用对于kernel内核层的库配置、上电、添加驱动代码等操作,实现coms传感器模块的工作原理和工作流程,对传感器的设备驱动、数据传输、设备控制等的具体的设计与实现。

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2. 研究内容和预期目标

如今,随着智能手机的普及与应用,用户们对于手机摄像头的拍摄要求也越来越高,目前基本上采用cmos彩色图像传感器,从最初的30万像素到现在最高1200万像素,成像的质量越来越好,让高像素的摄像头的效果更接近于数码相机。可能在不久的未来,照相机的功能将完全移植到手机上,逐渐的取代现在数码相机,而cmos sensor传感器被认为是拍照手机的理想解决方案,因为它的制造成本更低,功耗也低得多,却能有高动态范围、高感光度、高清视频捕获。

本毕业设计将采用规范的bring up流程对于cmos sensor进行点亮与控制,通过对于android平台下手机结构和内核源码的熟悉,逐层地从上层将信号传输到内核层、底层,最终实现对于硬件的抽象控制和驱动,以来实现实际应用当中照相机拍照的模拟和效果调试,从而对于智能手机的系统和相机功能有进一步的认识,有助于走进现代化手机产业的环境当中,让自己对于拍照的定义不仅仅限于自拍和美颜。

研究内容:

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3. 研究的方法与步骤

研究方法:

首先,对于android系统的框架和camera架构要有一个总体且清晰的了解和认识。做到对于具体传输流程的熟悉,知晓各个相关结构体与源码的联系以及通讯方式。然后是对于相关的硬件设备的硬件结构和工作原理的阅读,在此基础之上,拆开手机对于硬件的分布和组装方式,包括sensor、lsp等处理模块。

接着需要对于源码的拉取和修改,需要对于相关内核层的库和文件进行配置,以让硬件和软件相匹配和适应,并根据实际情况添加一定的函数定义,配置供电引脚和上下电,核对通信方式的通道,并确认对应的实际mipi port和mcllk是否正确,然后添加效果参数,最后进行项目的编译。

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4. 参考文献

[1]孙波,王晓燕. ccd图像传感器和cmos图像传感器的比较研究[j].信息通信. 2015(12), 35-36.

[2]m. bigas,e.cabruja, j. forest and j. salvi. review of cmos image sensors[j].mircoelectronicsjournal, 2006(37), 433-451.

[3]倪景华,黄其煜. cmos图像传感器及其发展趋势[j].光机电研究论坛. 2008, 33-38.

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5. 计划与进度安排

2022年2月24日-2022年3月5日,有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识,学习实验所需软硬件的相关知识。

2022年3月6日-2022年3月20日,设定实验方案,采集实验数据。查阅资料,撰写并提交开题报告。

2022年3月21日-2022年4月25日,进一步理论分析,进行实验,开发相关软硬件系统。

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