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AT91SAM9G45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。
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。
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ATMEL公司的ARM9微处理器AT91SAM9G45。该微处理器内置了16/32位ARM926EJ-S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400 MHz,提供了16K字节的Cache,以及全双工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AT91SAM9G45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ARM9 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ARM9开发板的嵌入式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。
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