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《江南大学》 2011年
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基于以太网的机器视觉操作终端软件的研究与开发

陈祎  
【摘要】:机器视觉检测系统由于可以代替人眼测量和判断,极大的提高工业产品的检测效率,在自动化生产领域拥有广泛的应用前景。传统的基于PC机的机器视觉系统由于成本高、体积庞大、可移植性较差,不适合工业在线检测。 随着芯片处理能力的提高和图像处理技术的进步,与传统的基于PC的机器视觉系统相比,具有软硬件可以灵活配置、体积小、安装方便、便于集成等诸多优点的嵌入式机器视觉检测系统发展迅速。因此更适合工业检测需求的嵌入式终端替代体积庞大的板卡—PC机式终端成为必然趋势。 在对机器视觉终端功能进行详细分析基础上,本课题根据实验室自主研发的智能相机的功能和特点配套开发了基于以太网的嵌入式机器视觉操作终端。操作终端灵巧方便,可以很方便的通过以太网接口连接到视觉通信网络,弥补了传统的基于PC的机器视觉系统的缺陷。该终端以ATMEL9261为主CPU,DM9000为以太网网卡芯片,主要包括Flash、SDRAM、LCD显示触摸、USB接口和以太网通信等硬件模块。 在软件平台上,本终端采用Windows CE 5.0操作系统,分析了操作系统的定制流程和BSP包的开发方法。本文中根据实际硬件配置设计和实现了操作终端的Bootloader,在理解OAL的概念和架构的基础上实现了Windows CE系统的OAL层,然后给出了包括以太网驱动在内的三种不同模型驱动的详细设计方法,根据BSP包定制生成最后的Windows CE操作系统。在以太网通信协议上,采用了针对机器视觉系统通信数据量大、实时性要求高的特点设计的Modbus TCP和自定义通信协议,并给出了机器视觉配置文件的具体文件格式,研究和实现了JPEG图像压缩算法。以太网通信测试表明通信协议满足机器视觉系统实时性和可靠性的要求。 本文分析了嵌入式机器视觉系统的特点,根据其使用需求设计出全新的嵌入式机器视觉操作终端。论文从总体功能需求入手,包括硬件介绍、操作系统移植、驱动开发、以太网通信协议设计和功能测试五个方面,介绍了操作终端主要功能硬件模块,详细阐述了系统移植、不同模型下驱动开发和以太网通信协议设计流程。最后本文就嵌入式机器视觉系统发展的趋势和前景进行了展望,并提出了下一版本的操作终端的初步计划。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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