面向机电系统状态监测的嵌入式视听传感系统的研究

摘要

技术的不断发展，使得大型机电装备向着高智能、高速度、高精度方向前进。现代机械生产在对机电设备进行状态监测时，以人工检测或以简单传感器为核心的传感系统已不能满足要求。应对传统的电气检测系统在效率低下、集成度低的问题，本文提出了一种基于嵌入式系统的视听传感系统作为解决方案，通过对复杂机电系统进行多种信息的采集和处理，并输出相应的判断信号，从而达到对复杂机电系统运行情况进行准确实时的监测目的。
　　本文首先对监测行业中各种面向机电系统状态监测的监测设备进行了全面的了解，但是就目前的情况而言，并没有面向机电系统的多信息多感知的监测系统，虽然也有一些能够同时处理两种信息以上的信息处理系统，但是这种系统对于机电系统的实用性并不强，从而导致了应用面的狭窄。由此我们找到了研究的方向，通过对该种系统的研究会在一定程度上弥补监测行业在多信息传感处理方面的不足。
　　其次通过对研究最终要达到的目标进行了分析，提出了系统的设计架构，通过对市场上常用的几款DSP芯片性能的进行分析比较，采用TI公司高性能TMS320DM642芯片作为主芯片，最终确定了系统的最优方案。
　　此后主要是对系统硬件系统进行了构建，硬件系统主要实现对工作中数据的存储和处理任务，软件系统主要完成对程序的处理具体算法的实现。对于硬件系统来说，主要是以DM642为核心处理器，基于视觉、听觉、内部传感的具体要求以及各接口相匹配，实现对视频编/解码器、音频编/解码器，存储器，输出信号接口，仿真接口和电源接口电路的构建。对于硬件系统稳定性是非常重要的，本文在电路板搭建的过程中融入了EMC仿真过程从而保证了系统的可靠性。
　　在硬件系统搭建完成之后，针对本课题应对面向机械系统进行的视觉和听觉方面的处理要求，本课题提出了运动检测和异常声音识别的算法，通过实验进行验证，从而验证了视觉和听觉信息的融合。该算法主要是以CCS为主开发环境，通过DSP/BIOS操作系统，实现对系统各部分程序初始化，并在该平台上验证调试算法。
　　最后为验证系统的可行性，本文通过若干个具有普适意义的实验对其进行验证，进行了多种视觉处理实验及听觉处理实验。并做了针对钉钉子的典型视听场合进行视听融合的实验。实验结果表明，该嵌入式视听传感系统可以快速、准确的对物体的外部视觉、听觉状态信息进行感知。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3课题主要研究内容和目标

第二章 嵌入式视听传感系统的方案拟定

2.1系统整体方案的确定

2.2 方案的选择及比较

2.3本章小结

第三章 嵌入式视听传感系统的硬件系统构建

3-1硬件系统整体功能

3.2存储器扩展模块构建

3.3外部接口电路接口模块构建

3.5系统电路PCB设计与仿真

3.6本章小结

第四章 嵌入式视听传感系统的软件系统构建

4.1 CCS开发环境与DSP/BIOS操作系统

4.2系统初始化

4.3 软件开发流程

4.4 软件视听处理算法

4.5本章小结

第五章 嵌入式视听传感系统的实验

5.1 引言

5.2 视觉、听觉处理的基本方法

5.3 实验过程与结果

5.4本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢