嵌入式机器视觉操作终端通信模块的设计与实现

机器视觉系统通信数据量大、实时性要求高且依赖PC机,针对这些特点本文设计并实现了一种嵌入式操作终端通信模块。该模块采用三星2440作为主芯片,双网卡硬件结构,运行WinCE5.0操作系统,使用Modbus/TCP和自定义协议,通过增加自定义功能码和文件传输规范,使基于客户端/服务器模式的操作终端与智能相机能够一次通信大数据量的文件,很好地满足了视觉系统通信需求。测试表明:该通信模块正确读取和显示相机的配置信息和检测过程中输出的实时运行参数,接收一帧480*360灰度图像平均耗时82ms,具有良好的实时性和可靠性。该模块已成功应用于工业现场,取得了良好的效果。     

基于WinCE5．0的数字式触摸屏驱动程序的开发

在详细分析数字式触摸屏的工作原理和研究WinCE 5.0触摸屏驱动模型的基础上,提出了一种基于AT91SAM9261的wincE 5.0的数字式触摸屏驱动程序.深入剖析了PDD层需要实现的DDSI函数,并给出了中断服务处理和触摸点采样的流程图.测试结果表明,该触摸屏驱动程序能够实现预期目标,并可以成功应用于触摸屏控制器.     

绣花机花样信息处理的研究与实现

分析和比较DST,DSB和DSZ等国际主流绣花花样文件格式,为了弥补其不具备完整刺绣信息的缺点及更好地兼容这几种花样格式,提出一种自主花样格式-SYT格式。采用FAT16文件系统存储该花样格式文件,实现内存中花样文件的管理。该研究成果已应用于自主研发的新型工业绣花机控制器,具有较大的工程应用价值。     

基于轮廓层次和小波分析的工业字符识别

为了提高工业字符识别的准确率,增强字符识别算法对含噪声字符或发生形变字符的适应性,提出了一种改进的轮廓层次特征提取方法.对经过预处理归一化的字符,先提取轮廓层次特征,再对特征信号进行小波分解,从分解结果的低频部分中提取特征信息,最后将特征输入SVM(Support Vector Machines,支持向量机)训练和分类.实验结果表明,该特征提取方法降低了后续要处理的数据量,具有良好的抗干扰能力,实用价值较高.     

基于FPGA的模糊自整定PID控制器的研究

提出了一种基于VHDL描述、FPGA实现的模糊自整定PID控制器设计方法。首先，借助Matlab系统仿真工具，优化得出模糊自整定PID参数的模糊推理规则和控制器算法结构。然后，进行控制器的VHDL分层设汁，作为单一控制器芯片，重点编程实现和时序仿真：模糊逻辑推理、模糊自整定PID算法、数据缓存和I／O接口控制。最后，在一个具体的FPGA芯片上实现该控制器，并在此基础上进行系统实验。实验结果表明：FPGA作为单一控制器实现模糊自整定PID控制编程规范、时序验证方便、系统修改灵活，且基本无须改动硬件，是实现单片或小系统智能控制策略的一种新的有效途径。     

基于双观测器的伺服系统谐振抑制方法

针对伺服系统谐振抑制和扰动影响之间的矛盾,提出了一种加速度观测和扰动观测相结合的方法。对采集的电流和速度进行低通滤波,利用Luenberger观测器观测电机的加速度并负反馈到电流给定;为了减少观测器的量化噪声对系统的影响,利用前馈PI调节速度偏差。在系统中引入转矩扰动观测器观测扰动转矩并正反馈到电流给定,解决了由于扰动而对谐振抑制带来的影响;在转矩扰动观测器中加入反馈调节系数,避免引发二次谐振。实验结果表明:将Luenberger观测器的负反馈控制和扰动观测器的正反馈相结合,可以大幅度降低机械谐振,同时提高了系统的动态响应和抗扰动性能。     

新型绣花机花样文件格式的研究与应用

针对DST、DSB和DSZ等主流花样文件格式中数据处理复杂、花样信息少、功能性信息缺乏等不足,自主研发了一种更可靠、方便和智能化的新型绣花机内部花样文件格式（BSB） 。详细分析了BSB花样文件格式的结构和转换实现方法,并完成了全部功能测试。实验证明：BSB花样文件作为绣花机内部花样文件格式性能稳定可靠,通用性好,具有工程应用价值。     

井下安全定位的RFID模块研究与设计

提出一种解决RFID(Radio Frequency Identifioation)标签和阅读器的低功耗和防冲撞方法。针对井下安全定位综合系统的底层需求,基于低成本和低功耗考虑,设计了阅读器和标签的硬件电路,并在Code Vision AVR下,实现了阅读器和标签的C代码。软件采用改进的随机防冲撞ALOHA算法,利用信道复用技术,在为冲撞标签预留的时隙到达时重发信息,零漏读解决了RFID标签与阅读器通信冲撞问题。实验测试表明,该方法有效地解决了标签和阅读器的冲撞问题,同时,硬件功耗较低,可应用于井下安全定位和身份识别。     

嵌入式CCD图像数据采集系统设计

为了满足嵌入式机器视觉后续图像处理的需要,结合高速DSP和FPGA的特点,设计了一套面向嵌入式机器视觉系统的图像数据采集系统.充分利用FPGA内部异步FIFO资源作为数据缓冲区,将异步FIFO数据以TMS320DM642的PDT方式写入数据SDRAM.当SDRAM接收一帧图像可以直接用DSP进行图像处理.DSP读写SDRAM速度高达150 MHz,PDT传输方式不占用DSP CPU时间,不影响图像处理速度.该系统具有电路结构简单、数据传输实时性好和易于升级等优点.     

基于ARM9的嵌入式数字示波器参数测量模块的设计

针对当前数字存储示波器参数测量算法均是基于DSP和内嵌微处理器型FPGA实现的,提出了一种基于S3C2410微控制器(ARM9内核)和μC/OS-Ⅱ实时操作系统的嵌入式数字示波器参数测量软件模块的设计方法;详细分析了参数测量模块中幅度类参数和时间类参数测量算法的设计与实现过程;最后对参数测量软件模块的性能进行了详细测试,同时对测试结果的误差进行了深入的分析;测试结果验证了参数测量模块的准确性和高效性。