基于ARM技术的嵌入式系统的自动化配送系统 - 单片机/处理

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自动化管理操作系统已经是现代企业必不可少的一部分，视频图像传输监控系统已经广泛的应用于交通、医院、银行、家居和视频会议等重要场合。早期的模拟视频监控系统不能联网，只能与管理中心进行点对点(Point—to-Point)通信，随着图像与视频处理技术、网络技术和自动控制技术的发展，视频图像系统已经过渡到了数字化的网络传输。它以数字视频的压缩、传输、存储和播放(回放)为核心，采用先进的数字图像压缩编／解码技术和传输技术，将智能图像处理与识别技术用于图像显示、调整、跟踪，根据现场环境对物体进行跟踪识别，对图像进行分析和处理。
　　
1 自动化配送系统构成
　　
本系统基于USB摄像头的图像采集子系统，ARM处理器子系统和无线网络数据传输子系统组成了视频服务器系统。通过三星S3C2410开发板上的GPRS模块实现了与管理中心的数据交互传输。通过USB摄像头接收图像数据，实施对货架位置的定位识别，然后将识别信息通过GPRS模块设备发送到配送管理中心。管理中心向配送车发送控制命令，将配送车上的货物放置到指定的货架位置，或从指定的货架位置上取出货物，装载到该配送车。如图1所示。


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2009-11-13 12:21:02 上传
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2 视频服务器系统的硬件实现
　　
上图中的网络视频服务器主要是由USB摄像头、网络视频服务器等组成。其工作流程如图2所示。


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2009-11-13 12:21:03 上传
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2．1 ARM嵌入式微处理器
　　
嵌入式微处理器是硬件部分的核心，采用三星的ARM微处理器S3C424lO。该微处理器内置了16／32位ARM9TDMI内核，可以执行32位的ARM指令或16位的Thumb指令，操作频率最高达203 MHz，提供了8 K字节的Cache，以及2个全双工UART(通用异步收发)通道，具有低成本和高性能的特点。
　　
2．2 无线通信系统
　　
随着GPRS技术在无线通信领域的发展，在ARM系统中运用GPRS modem实现Internet接入也已开始得到应用。GPRS可以发挥永远在线、快速登录、按流量计费等特点。本文采用了在嵌入式实时操作系统ARM CPU利用AT指令进行拨号，反馈应答后，就在本系统中的GPRS modem和Internet之间建立起来一条数据传输通道即GPRS网络，从而实现了配送车和监控管理中心的数据交互，实现了远程无人值守时的自动化配送。
　　
2．3 视频采集压缩模块设计
　　
视频采集压缩模块由视频数据采集和视频数据压缩两部分组成。视频数据采集芯片负责采集USB摄像头发送来的模拟视频数据并进行模数转换，进行MPEG4格式的压缩，然后通过数据总线将数据存储到缓冲存储器中，由S3C2410进行处理。该压缩芯片采用VW2010，这是一种常用的实时视音频压缩／解压缩芯片，兼容MPEG-l、2、4，H．263标准，具有很高的实用性和性价比，可以以每秒25帧或30帧的采样速度对视频信号进行实时、动态的捕获和压缩。
　　
3 自动化配送系统的软件结构及实现
　　
3．1 软件结构
　　
视频服务器上运行嵌入式Linux操作系统和应用程序。服务器端软件开发采用C／S模式．视频服务器端软件的主要功能是对摄像机摄取的图像进行采集、压缩、存储、传送等操作，当操作系统启动后，启动实时时钟，系统加载串口、USB等驱动模块，等待视频图像采集的完成，然后不断重复采集图片，发送图片的操作。
　　
3．2 客户端软件
　　
客户端指的是管理中心，可以接收来自视频监控服务器传送的数据。其功能主要包括通过GPRS网络接收图像、数据分析、文件存储。当客户端(管理中心)接收到数据后，首先根据协议数据规范对截获的数据进行分析，剥离出协议头，分析下层数据，一层层进行直至得到最终图像数据，并对其中的信息和流量进行统计，再对这两个部分信息进行存储或传给相应的显示模块。在自动化配送系统中就是监控中心通过图像来判断配送车的位置，物体的大小来调整机械臂，装配货物。
　　
4 结束语
　　
基于ARM嵌入式系统的自动化配送系统具有抗干扰能力强，适合远距离传输该系统。基于实时操作系统Linux，具有体积小、功耗低、可靠性强、易于安装、而且实时性强，使管理人员实现了远距离对配送车的实时操作，采用无线网络GPRS技术实现视频信号的传输，在网络的任意位置都可实现对整个自动化配送系统的指挥、调度。