基于FPGA的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、為避免制造業(yè)注塑產(chǎn)品加工時(shí)模具由于產(chǎn)品殘留或滑塊錯(cuò)位等原因損壞，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于注塑產(chǎn)品加工的過(guò)程中模具工作情況的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本文在設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)時(shí)，利用FPGA作為主控制器，控制核心系統(tǒng)板外的各個(gè)接口模塊，將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的采集、處理以及傳輸過(guò)程整合在一起，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)測(cè)端對(duì)模具狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)加工過(guò)程中模具出現(xiàn)異常情況時(shí)，操作人員可以在遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)測(cè)端及時(shí)獲得異常報(bào)警，到達(dá)加工現(xiàn)場(chǎng)人工處理，避免模具損壞

2、。
　　論文對(duì)幾種常用的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了論述和比對(duì)，最終采用FPGA芯片作為整個(gè)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心控制器，通過(guò)Verilog HDL語(yǔ)言在QuartusⅡ軟件開發(fā)平臺(tái)上完成FPGA內(nèi)部邏輯模塊設(shè)計(jì)，在FPGA內(nèi)部處理比對(duì)圖像傳感器采集到的模具圖像，在模具發(fā)生異常時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)通信傳輸，在遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)測(cè)端顯示模具工作情況，使得操作人員在遠(yuǎn)距離外實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑過(guò)程模具的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　整個(gè)基于F

3、PGA的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)構(gòu)成。硬件電路主要是由Altera公司的CycloneⅣ系列的EP4CE6E22C8型號(hào)的FPGA芯片核心系統(tǒng)、OmniVision公司的CMOS圖像傳感器OV7670以及海凌科公司的HLK-RM04遠(yuǎn)程通信模塊組成。軟件部分包括FPGA內(nèi)部邏輯模塊設(shè)計(jì)以及上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用QuartusⅡ軟件做為開發(fā)平臺(tái)，使用硬件邏輯編程語(yǔ)言Verilog設(shè)計(jì)圖像數(shù)據(jù)采集、SDRAM

4、圖像緩存、圖像處理比對(duì)以及串口發(fā)送等FPGA內(nèi)部邏輯模塊。圖像傳感器OV7670采集到完整的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)FPGA內(nèi)部各個(gè)邏輯模塊完成緩存、比對(duì)處理工作。當(dāng)模具工作異常時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)通過(guò)HLK-RM04通信模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)測(cè)端，操作人員可以通過(guò)監(jiān)測(cè)端軟件程序查看模具工作情況。
　　調(diào)試結(jié)果表明，基于FPGA的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模具的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)，該系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，有效消除模具加工的各種潛在隱患，減少模具維護(hù)