基于ARM技術的嵌入式系統的自動化配送系統

自動化管理操作系統已經是現代企業必不可少的一部分，視頻圖像傳輸監控系統已經廣泛的應用于交通、醫院、銀行、家居和視頻會議等重要場合。早期的模擬視頻監控系統不能聯網，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、網絡技術和自動控制技術的發展，視頻圖像系統已經過渡到了數字化的網絡傳輸。它以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放(回放)為核心，采用先進的數字圖像壓縮編／解碼技術和傳輸技術，將智能圖像處理與識別技術用于圖像顯示、調整、跟蹤，根據現場環境對物體進行跟蹤識別，對圖像進行分析和處理。
　　
1 自動化配送系統構成
　　
本系統基于USB攝像頭的圖像采集子系統，ARM處理器子系統和無線網絡數據傳輸子系統組成了視頻服務器系統。通過三星S3C2410開發板上的GPRS模塊實現了與管理中心的數據交互傳輸。通過USB攝像頭接收圖像數據，實施對貨架位置的定位識別，然后將識別信息通過GPRS模塊設備發送到配送管理中心。管理中心向配送車發送控制命令，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 視頻服務器系統的硬件實現
　　
上圖中的網絡視頻服務器主要是由USB攝像頭、網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。該微處理器內置了16／32位ARM9TDMI內核，可以執行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字節的Cache，以及2個全雙工UART(通用異步收發)通道，具有低成本和高性能的特點。
　　
2．2 無線通信系統
　　
隨著GPRS技術在無線通信領域的發展，在ARM系統中運用GPRS modem實現Internet接入也已開始得到應用。GPRS可以發揮永遠在線、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ARM CPU利用AT指令進行撥號，反饋應答后，就在本系統中的GPRS modem和Internet之間建立起來一條數據傳輸通道即GPRS網絡，從而實現了配送車和監控管理中心的數據交互，實現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據采集和視頻數據壓縮兩部分組成。視頻數據采集芯片負責采集USB攝像頭發送來的模擬視頻數據并進行模數轉換，進行MPEG4格式的壓縮，然后通過數據總線將數據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、動態的捕獲和壓縮。
　　
3 自動化配送系統的軟件結構及實現
　　
3．1 軟件結構
　　
視頻服務器上運行嵌入式Linux操作系統和應用程序。服務器端軟件開發采用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，當操作系統啟動后，啟動實時時鐘，系統加載串口、USB等驅動模塊，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控服務器傳送的數據。其功能主要包括通過GPRS網絡接收圖像、數據分析、文件存儲。當客戶端(管理中心)接收到數據后，首先根據協議數據規范對截獲的數據進行分析，剝離出協議頭，分析下層數據，一層層進行直至得到最終圖像數據，并對其中的信息和流量進行統計，再對這兩個部分信息進行存儲或傳給相應的顯示模塊。在自動化配送系統中就是監控中心通過圖像來判斷配送車的位置，物體的大小來調整機械臂，裝配貨物。
　　
4 結束語
　　
基于ARM嵌入式系統的自動化配送系統具有抗干擾能力強，適合遠距離傳輸該系統?；趯崟r操作系統Linux，具有體積小、功耗低、可靠性強、易于安裝、而且實時性強，使管理人員實現了遠距離對配送車的實時操作，采用無線網絡GPRS技術實現視頻信號的傳輸，在網絡的任意位置都可實現對整個自動化配送系統的指揮、調度。