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基于DSP的浮选泡沫视频监控硬件平台的研究与开发
作 者: 郭健
导 师: 桂卫华
学 校: 中南大学
专 业: 控制科学与工程
关键词: 泡沫浮选 视频处理 嵌入式系统 硬件设计 DSP PCB设计 电磁兼容 接口模块
分类号: TP277
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 7次
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内容摘要
泡沫浮选法作为一种重要的矿物选择方法,浮选泡沫的外观特征有着极其重要的作用,可以间接反映浮选过程的生产指标,对选矿过程的实时操作有着重要的指导意义。本文设计开发的基于嵌入式的矿物泡沫浮选视频系统,不仅可以解决依靠人工监控泡沫图像导致的工人劳动强度大、主观性强、监控不及时等问题,还克服了常规基于PC机泡沫图像系统的处理速度慢、成本高、不易扩展等缺点。本文在矿物浮选工艺的背景下,结合嵌入式系统,以处理速度快、精确度高、视频信息传输流畅为目标,开发了一种以TMS320DM642为中央处理器的浮选泡沫视频监控硬件平台。本设计分为视频采集模块、电源时钟模块、处理模块、存储模块、外围接口模块。在泡沫视频采集模块中,设计了外接视频解码电路,解决了DSP无法识别高清模拟信号的问题,实现了高清模拟相机与DSP之间的模拟图像到数字信号快速转换。浮选生产过程的监控需要实时采集大量泡沫图像,但由于片内SDRAM的存储空间极为有限,通过外接大容量的SDRAM来设计存储模块,实现SDRAM与DSP的无缝连接。此外,鉴于SDRAM是32位的存储器,存储速度慢,为此利用两片SDRAM并联,设计CEO片选信号进行控制以达到64位数据高速存储。最后,根据设计的监控系统硬件组成,完成了高速PCB的制作,并进行电磁兼容测试。针对开发的硬件平台,为保证上位机与下位机的实时通信,在外围接口模块的设计中,利用以太网通讯接口,采用JPEG视频信号压缩方法解决了视频信号信息量大不易传输的问题,实现了基于Socket编程的百兆以太网高速视频信息传输。针对铝土矿浮选的泡沫图像,采用分水岭算法对设计的嵌入式泡沫视频监控系统进行测试。实验表明该系统可以快速的采集处理高清泡沫图像,获取泡沫图像特征,同时实现了无损耗压缩图像传送到上位机,满足浮选监控过程的需求。图45幅、表5个、参考文献60篇
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-7 目录 7-9 1 绪论 9-17 1.1 研究背景 9-10 1.2 矿物浮选泡沫视频处理技术发展现状 10-16 1.2.1 国内外研究现状 10-12 1.2.2 视频监控系统研究现状 12-15 1.2.3 视频处理技术研究现状 15-16 1.3 论文研究内容与章节安排 16-17 2 浮选泡沫视频监控平台总体设计 17-32 2.1 概述 17-18 2.2 矿物泡沫浮选监控需求 18-20 2.3 浮选泡沫监控平台功能设计 20-21 2.4 浮选泡沫监控平台总体结构设计 21-23 2.5 硬件设备配置 23-31 2.5.1 核心芯片分析以及选型 23-27 2.5.2 泡沫视频采集装置的分析 27-30 2.5.3 浮选泡沫监控平台外围模块分析及配置 30-31 2.6 小结 31-32 3 浮选泡沫视频监控平台的硬件电路设计 32-53 3.1 浮选泡沫监控平台功能模块硬件总体结构 32-33 3.2 浮选泡沫监控平台各模块的设计与实现 33-47 3.2.1 视频采集模块设计 34-36 3.2.2 视频处理模块硬件设计 36-39 3.2.3 电源及时钟电路的设计 39-42 3.2.4 存储器电路的设计 42-44 3.2.5 接口模块设计 44-47 3.3 硬件电路的实现 47-52 3.3.1 PCB设计工具及介绍 47-48 3.3.2 PCB布线的准备工作与元件布局 48-50 3.3.3 PCB布线和覆铜 50-52 3.4 小结 52-53 4 浮选泡沫视频监控平台的软件设计 53-66 4.1 浮选泡沫监控平台软件功能设计 53-57 4.2 浮选泡沫视频回显的软件设计 57-61 4.2.1 VPORTCAP_Params结构体描述 57-58 4.2.2 参数详细设计 58-61 4.3 网络传输模块程序设计 61-65 4.4 小结 65-66 5 浮选泡沫监控平台的调试和演示 66-75 5.1 选泡沫监控平台调试 66-70 5.1.1 硬件电路仿真测试 66-69 5.1.2 软件调试 69-70 5.2 浮选泡沫监控平台测试 70-74 5.2.1 测试环境 70-71 5.2.2 测试方法 71-74 5.2.3 实验结果 74 5.3 小结 74-75 6 总结与展望 75-77 6.1 总结 75 6.2 展望 75-77 参考文献 77-81 攻读学位期间主要的研究成果 81-82 致谢 82
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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