Ｖ怔。脚Ｌ。ｃ 解恶 度显示设备为七段码数显仪表，所以本文构造的是针对七 信号以达到控制外设的目的。 段码数显仪表的监控系统。 一 图２七段码数显仪表 图４软件流程图 ，Ｉ．１软件框架 本系统的软件包括ＦＰＧＡ固件程序和ＰＣ程序，软件 框图如图５所示。其中，ＦＰＧＡ固件程序是软件的核心部 分，采用Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ语言编写，实现图像快速识别和识别 后的控制，包含主模块、识别模块、控制模块、异常处理模 ２系统的硬件设计 块以及通信模块的ＦＰＧＡ端部分。ＰＣ程序实现图像预处 本系统由图像采集处理模块、识别控制模块以及控 理和机位定位，采用Ｃ＃语言编写，包括图像处理模块、定 制响应模块组成，硬件框图如图３所示。 位模块和通信模块的ＰＣ端部分。 ＠ 图像采集处理模块 ｉ 控制器 ｌ ｛ 图５ 系统软件框图 图３系统硬件框图 １）主模块：完成系统的初始化工作，监听ＥＺ－ＵＳＢ 关键硬件介绍： ＦＸ３芯片的从设备ＦＩＦＯ状态，如有Ｐｃ端传来的数据，则 １）射频卡读卡器使用ＳＴＣ ８９Ｃ５４ＲＤ＋微处理芯片控 读ＨＦ０到ＦＰＧＡ的数据接收寄存器内，然后控制识别模 制Ｐｈｉｌｉｐｓ ＭＦＲＣ５００射频卡读卡芯片，通过ＦＴ２３２ＢＬ转接 块进行识别。 芯片实现与ＰＣ的通信。本系统使用ＰＣ控制读卡器，通 ２）定位模块：实现图像的定位采集，当机位下面的射 过写非接触射频卡设置机位号，通过读非接触射频卡来定 频卡到达射频读卡器接收范围时，读取射频卡内写入的机 位机位。 位号，并开启摄像头捕捉仪表图像。 ２）摄像头作为本系统的图像采集设备，采用的是国 ３）图像处理模块：对仪表图片进行预处理和打包处 内某厂家的高清ＵＳＢ摄像头，采集数字图像并传人计 理，具体过程为：首先，对摄像头采集的仪表图片进行边缘 算机。 检测、腐蚀、去小块；然后，对识别区域定位、归一化并切割 ３）ＵＳＢ控制器采用赛布拉斯的ＥＺ—ＵＳＢ ＦＸ３新一代 成１６×２０像素大小的单个数字图片，再进行图像灰度化 ＵＳＢ３．０外设控制器。本系统通过固件编程使用该芯片将 和二值化处理，如图６所示为预处理后的单个数字图片； ＦＰＧＡ转化为ＰＣ的从设备，从而实现ＰＣ与ＦＰＧＡ的 最后，增加标记数字顺序的标识信息，将二值化的图像和 通信。 标识信息封装成数字图片数据包，并将数据包写入Ｅｚ— ４）ＦＰＧＡ采用的是Ａｈｅｒａ公司Ｃｙｃｌｏｎｅ ＩＩＩ系列的 ＵＳＢ ＦＸ３的ＨＦ０中。另外，可根据应用环境的不同，采用 其他的图像采集处理系统 一 Ｊ。 ＥＰ３Ｃ４０Ｆ４８４Ｃ６芯片，该芯片价格低廉、实用性强。发挥 芯片的并行计算能力和数字信号逻辑控制的灵活性，实现 快速识别和监控功能。 囝叵■ 图６预处理后的单个数字图片 ３系统的软件设计 ４）通信模块：在ＰＣ和ＦＰＧＡ之间实现ＵＳＢ通信，包 本系统的软件流程如图４所示，采集的图像在计算机 含ＥＺ—ＵＳＢ ＦＸ３的固件、ＰＣ端的ＵＳＢ驱动程序和ＦＰＧＡ 内完成预处理，随后将图像写入ＵＳＢ控制器的从设备 端的ＵＳＢ控制器。固件为Ｐｃ和ＦＰＧＡ提供通信ＨＦ０， ＨＦ０中。ＦＰＧＡ实时监控ＨＦ０的状态，在ＦＩＦＯ为非空 ＵＳＢ驱动程序提供Ｐｃ端读写ＨＦ０的接口函数，ＵＳＢ控 状态时，读出数据，然后利用写入ＦＰＧＡ的ＢＰ神经网络模 制器提供ＦＰＧＡ读写ＦＩＦＯ所需的控制信号时序、数据总 式分类器实现图像识别，并根据识别结果输出相应的数字 线和时钟信号。 投稿网址ｈａｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎＩ《电视技术》第３８卷第５期（总第４３２期）１９９
