基于A(yíng)RM的條碼精密測量系統設計

引言

　　利用條碼技術(shù)進(jìn)行精密測量的典型儀器是1990年Leica公司開(kāi)發(fā)成功的數字水準儀NA2000，這種光電一體化的新型儀器，具有測量速度快、精度高、操作簡(jiǎn)單、讀數直觀(guān),能自動(dòng)計算高差、高程，自動(dòng)記錄數據，計算機數據處理和容易實(shí)現基準測量一體化等諸多特點(diǎn)。國內目前對該技術(shù)的研究較少，本文提出了一種基于ST半導體公司的32位高性能處理器STR912FW44X6的測量系統方案。

　　系統結構

　　本系統由以下幾個(gè)部分組成：條碼標尺、光學(xué)系統、CMOS圖像采集模塊、STR912主控板、鍵盤(pán)與液晶顯示模塊、電源模塊和計算機測試系統。 硬件結構框圖如圖1所示。

　　系統工作原理如下：帶有精密位置信息的條碼圖像通過(guò)光學(xué)系統，成像在CMOS圖像傳感器光敏面上，STR912FW44X6處理器對SVI公司的LIS-1024圖像傳感器進(jìn)行自動(dòng)曝光控制后，采集圖像信息，經(jīng)過(guò)算法處理，獲得條碼帶有的位置信息。

　　當系統進(jìn)行高速圖像采集時(shí)，STR912FW44X6處理器將采集信號通過(guò)以太網(wǎng)接口送往計算機測量系統，進(jìn)行最終的數據處理。

　　硬件設計

　　圖像采集模塊

　　圖像采集模塊主要由線(xiàn)陣CMOS圖像傳感器(LIS-1024)、運算放大器(TLV2221IDBVR)組成。視頻信號經(jīng)運算放大器放大后傳送到STR912FW44X6主處理器進(jìn)行A/D轉換，轉變?yōu)閿底謭D像信號。 字串8

　　STR912FW44X6主處理器直接控制圖像采集時(shí)序，圖像采集模塊本身并沒(méi)有自動(dòng)曝光功能，對環(huán)境光強的變化需要由主芯片對采集到的圖像信號進(jìn)行分析，然后通過(guò)對圖像傳感器的控制來(lái)實(shí)現自適應環(huán)境光強的功能。

　　主機板模塊

　　系統主芯片是基于ARM966E-S核的高性能嵌入式芯片STR912FW44X6，運算速度達96MIPS，支持單周期DSP指令。芯片的系統外圍包括時(shí)鐘、復位、電源管理、向量中斷控制器(VIC)、內部PLL、RTC、定時(shí)器、9個(gè)可編程DMA通道和多達80個(gè)GPIO。還有8通道10位ADC、3相電機控制器、PWM輸出和多種通訊接口。

　　芯片內建雙組Flash，可利用芯片上任意通訊口實(shí)現在系統編程功能。主芯片外接1 片64MB內存(芯片ST-M25P64)來(lái)擴展存儲空間。

　　主機板外圍接口

　　主要有CMOS圖像傳感器接口、RS-232接口、I2C接口和10/100M以太網(wǎng)接口。

　　CMOS圖像傳感器的接口主要實(shí)現對圖象傳感器的自動(dòng)曝光控制和圖象采集;RS-232接口(芯片SP3222)實(shí)現程序下載，與上位機通訊，接受上位機指令控制;I2C接口實(shí)現主芯片與鍵盤(pán)和液晶顯示模塊之間的通訊;10/100M以太網(wǎng)接口(芯片STE100P)配合計算機軟件實(shí)現高速圖像采集。 ARM開(kāi)發(fā)論壇

　　鍵盤(pán)與液晶顯示屏模塊

　　鍵盤(pán)模塊選用ATMega48芯片實(shí)現鍵盤(pán)控制和I2C通訊，以及LCD屏模塊I2C通訊。 http://www.armforum.cn

　　軟件設計

　　系統軟件的流程如圖2所示。

　　軟件功能

　　軟件的功能主要是圖像的條碼定位算法，包括以下內容：