基于ARM技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)的自動化配送系統(tǒng)

自動化管理操作系統(tǒng)已經(jīng)是現(xiàn)代企業(yè)必不可少的一部分，視頻圖像傳輸監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應用于交通、醫(yī)院、銀行、家居和視頻會議等重要場合。早期的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能聯(lián)網(wǎng)，只能與管理中心進行點對點(Point—to-Point)通信，隨著圖像與視頻處理技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，視頻圖像系統(tǒng)已經(jīng)過渡到了數(shù)字化的網(wǎng)絡傳輸。它以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放(回放)為核心，采用先進的數(shù)字圖像壓縮編／解碼技術(shù)和傳輸技術(shù)，將智能圖像處理與識別技術(shù)用于圖像顯示、調(diào)整、跟蹤，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對物體進行跟蹤識別，對圖像進行分析和處理。
　　
1 自動化配送系統(tǒng)構(gòu)成
　　
本系統(tǒng)基于USB攝像頭的圖像采集子系統(tǒng)，ARM處理器子系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)組成了視頻服務器系統(tǒng)。通過三星S3C2410開發(fā)板上的GPRS模塊實現(xiàn)了與管理中心的數(shù)據(jù)交互傳輸。通過USB攝像頭接收圖像數(shù)據(jù)，實施對貨架位置的定位識別，然后將識別信息通過GPRS模塊設備發(fā)送到配送管理中心。管理中心向配送車發(fā)送控制命令，將配送車上的貨物放置到指定的貨架位置，或從指定的貨架位置上取出貨物，裝載到該配送車。如圖1所示。


　　
2 視頻服務器系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)
　　
上圖中的網(wǎng)絡視頻服務器主要是由USB攝像頭、網(wǎng)絡視頻服務器等組成。其工作流程如圖2所示。


　　
2．1 ARM嵌入式微處理器
　　
嵌入式微處理器是硬件部分的核心，采用三星的ARM微處理器S3C424lO。該微處理器內(nèi)置了16／32位ARM9TDMI內(nèi)核，可以執(zhí)行32位的ARM指令或16位的Thumb指令，操作頻率最高達203 MHz，提供了8 K字節(jié)的Cache，以及2個全雙工UART(通用異步收發(fā))通道，具有低成本和高性能的特點。
　　
2．2 無線通信系統(tǒng)
　　
隨著GPRS技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的發(fā)展，在ARM系統(tǒng)中運用GPRS modem實現(xiàn)Internet接入也已開始得到應用。GPRS可以發(fā)揮永遠在線、快速登錄、按流量計費等特點。本文采用了在嵌入式實時操作系統(tǒng)ARM CPU利用AT指令進行撥號，反饋應答后，就在本系統(tǒng)中的GPRS modem和Internet之間建立起來一條數(shù)據(jù)傳輸通道即GPRS網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)了配送車和監(jiān)控管理中心的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了遠程無人值守時的自動化配送。
　　
2．3 視頻采集壓縮模塊設計
　　
視頻采集壓縮模塊由視頻數(shù)據(jù)采集和視頻數(shù)據(jù)壓縮兩部分組成。視頻數(shù)據(jù)采集芯片負責采集USB攝像頭發(fā)送來的模擬視頻數(shù)據(jù)并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進行MPEG4格式的壓縮，然后通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)存儲到緩沖存儲器中，由S3C2410進行處理。該壓縮芯片采用VW2010，這是一種常用的實時視音頻壓縮／解壓縮芯片，兼容MPEG-l、2、4，H．263標準，具有很高的實用性和性價比，可以以每秒25幀或30幀的采樣速度對視頻信號進行實時、動態(tài)的捕獲和壓縮。
　　
3 自動化配送系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)
　　
3．1 軟件結(jié)構(gòu)
　　
視頻服務器上運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)和應用程序。服務器端軟件開發(fā)采用C／S模式．視頻服務器端軟件的主要功能是對攝像機攝取的圖像進行采集、壓縮、存儲、傳送等操作，當操作系統(tǒng)啟動后，啟動實時時鐘，系統(tǒng)加載串口、USB等驅(qū)動模塊，等待視頻圖像采集的完成，然后不斷重復采集圖片，發(fā)送圖片的操作。
　　
3．2 客戶端軟件
　　
客戶端指的是管理中心，可以接收來自視頻監(jiān)控服務器傳送的數(shù)據(jù)。其功能主要包括通過GPRS網(wǎng)絡接收圖像、數(shù)據(jù)分析、文件存儲。當客戶端(管理中心)接收到數(shù)據(jù)后，首先根據(jù)協(xié)議數(shù)據(jù)規(guī)范對截獲的數(shù)據(jù)進行分析，剝離出協(xié)議頭，分析下層數(shù)據(jù)，一層層進行直至得到最終圖像數(shù)據(jù)，并對其中的信息和流量進行統(tǒng)計，再對這兩個部分信息進行存儲或傳給相應的顯示模塊。在自動化配送系統(tǒng)中就是監(jiān)控中心通過圖像來判斷配送車的位置，物體的大小來調(diào)整機械臂，裝配貨物。
　　
4 結(jié)束語
　　
基于ARM嵌入式系統(tǒng)的自動化配送系統(tǒng)具有抗干擾能力強，適合遠距離傳輸該系統(tǒng)?；趯崟r操作系統(tǒng)Linux，具有體積小、功耗低、可靠性強、易于安裝、而且實時性強，使管理人員實現(xiàn)了遠距離對配送車的實時操作，采用無線網(wǎng)絡GPRS技術(shù)實現(xiàn)視頻信號的傳輸，在網(wǎng)絡的任意位置都可實現(xiàn)對整個自動化配送系統(tǒng)的指揮、調(diào)度。