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便携式航空发动机内窥检测系统设计

作　者: 魏徽
导　师: 陈文智
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 嵌入式Linux ARM FPGA 双处理系统 SUPER HAD CCD MiniGUI
分类号: V263.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着现代工业检测技术的发展,集光、机、电以及计算机图像处理系统于一体的电子视频工业内窥镜在高端工业,如汽车制造和航天航空工业得到了广泛的使用。但目前国内在飞机制造和维修领域中使用的工业内窥镜普遍存在国产化程度不高、图像质量不好等缺点,针对这种情况,本课题将嵌入式系统引入到设计方案中,设计出一款高性能、低成本的便携式航空发动机检测工业内窥镜。本文旨在克服当前国内工业内窥镜存在的不足,突出易操作、成像好、成本低的优势,在课题的设计中,主要做了以下工作：一、基于Linux开源、执行效率高、移植性好等特点,本课题将嵌入式Linux作为系统的操作系统。二、采用微处理器ARM和可编程逻辑器件FPGA作为双处理系统的综合设计思想。充分发挥了ARM和FPGA的优势,FPGA作为图像的预处理系统,处理高速数据流,能够保证系统实时性要求；ARM负责图像数据的后期处理,并控制整个系统的运行。三、选用基于索尼SUPER HAD CCD技术的摄像头作为图像采集设备,大大提高了光利用率和图像质量。四、在图形用户接口设计中,引入了开源Linux图形用户界面支持系统MiniGUI,开发出支持中文、功能丰富的人机交互图形化界面。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-12
  1.1 工业内窥镜系统简介  7
  1.2 工业内窥镜现状  7-8
  1.3 嵌入式系统设计的过程和开发流程  8-9
  1.4 嵌入式Linux系统  9-10
    1.4.1 嵌入式Linux系统的优势  9-10
    1.4.2 嵌入式Linux系统的应用和发展  10
  1.5 本课题研究的意义和内容安排  10-12
    1.5.1 本课题研究的意义  10-11
    1.5.2 本课题的内容安排  11-12
第2章 系统总体方案设计与硬件选型  12-26
  2.1 系统总体设计方案  12-15
  2.2 系统基本工作原理  15
  2.3 系统主要硬件选型  15-25
    2.3.1 图像传感器  15-18
    2.3.2 A/D转换器  18-19
    2.3.3 数据缓冲单元  19-20
    2.3.4 FPGA  20-22
    2.3.5 ARM  22-25
  2.4 本章小节  25-26
第3章 系统主要硬件设计  26-38
  3.1 视频信号转换器  26-29
  3.2 图像存储及预处理器  29-34
  3.3 核心芯片S3C2410A  34-36
  3.4 光源选择  36-37
  3.5 本章小节  37-38
第4章 便携式航空发动机内窥检测系统开发环境的建立  38-44
  4.1 嵌入式软件开发环境介绍  38
  4.2 构建ARM Linux交叉编译工具链  38-39
  4.3 在主机平台上进行交叉编译和交叉调试  39-43
    4.3.1 交叉编译  39-41
    4.3.2 交叉调试  41-43
  4.4 便携式航空发动机内窥检测系统交叉编译环境的建立  43
  4.5 本章小节  43-44
第5章 基于嵌入式Linux便携式航空发动机内窥检测系统的软件开发  44-62
  5.1 嵌入式Linux系统软件开发介绍  44-45
  5.2 系统基本配置  45-48
    5.2.1 建立引导加载程序BootLoader  45
    5.2.2 Linux内核在S3C2410A上的移植实现  45-47
    5.2.3 系统文件系统的实现  47-48
  5.3 系统设备驱动程序的设计  48-58
    5.3.1 Linux设备驱动程序概述及其模块化编程思想  48-51
    5.3.2 FPGA驱动程序的开发  51-53
    5.3.3 显示设备LCD驱动程序的开发  53-58
  5.4 人机交互的图形用户界面的设计  58-61
    5.4.1 系统图形用户界面的选择  58-59
    5.4.2 用户操作模块在MiniGUl中的实现方法  59-61
  5.5 本章小节  61-62
第6章 总结和展望  62-64
参考文献  64-67
附录 S3C2410内部结构图  67-68
致谢  68

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空制造工艺 > 航空发动机制造 > 故障分析及排除
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