基于BF561的光纤熔接系统的设计与实现
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摘要
光纤是有线通信领域重要的传输媒质,具有传输频带宽、损耗低、容量大、无电磁干扰、原料丰富等优点。当光纤电缆发生损坏时要进行光纤的接续。现行主流的光纤接续法是熔接法。光纤熔接时要保证两段光芯的断面精确对齐,保证熔接后内部完全融合、密度一致,否则会在熔接处产生折射和反射,影响通信质量。本论文即讨论了一种基于Blackfin561的光纤熔接系统的设计与实现。
本光纤熔接系统通过图像采集与处理,可以根据菜单设置,做到光纤的自动对心和自动熔接,并通过切换显示器输出画面,在垂直和水平两个方向观察光纤的实际对心和熔接情况。
本文介绍了光纤熔接领域的发展概况,给出了本系统的硬件整体规划及模块设计方案,将整个熔接系统分为三大部分,分别是电源模块:负责电池和市电模式的切换;DSP处理模块:负责视频图像采集、数据处理以及视频字符叠加等核心算法功能的实现;输入输出接口模块:负责电机、键盘和高温源等控制。具体讨论了各模块的电路设计、多层电路板制作和硬件系统的调试。论述了光纤熔接过程中图像处理的方法和软件编程设计,并从理论上初步分析了系统的熔接精度。
Fiber is one of the most important transmission medium in communication.It has many advantages such as wide transmission bandwidth,low loss, large capacity, no electromagnetic interference,abundant raw materials and so on.When the damage of fiber cables occurred,it is needed to be repaired.Nowdays the most used method is fiber fusion.It is necessary to ensure that two sections of the fiber are precisely aligned to ensure full integration and same density. Or else there will be refraction and reflection to reduce the communication quality. The Design and implementation of fiber fusion system based on Blackfin 561 is discussed in the paper.
This system can automatically make the fiber fused according to the sampled images and the menu set.By switching output screen, the situation of the actual fusion can be observed in vertical and horizontal direction.
The development of fiber fusion is introduced in the first.After that the design of the separate mold and the whole hardware are offered.The system is divided into three parts, the power mold, the DSP processing mold and I/O interface mold. The power mold is in charge ofthe switch of battery and 220V AC.The DSP mold is responsible for the video imagesampling,data processing,character overlaying and other realization of functions or corealgorithms.The I/O interface mold controls the keyboard,the motor,the heat sources and so on.Then the method of adjusting the electric circuit of the system in order to make the PCB is discussed.At last the hardware debugging method are presented, the software image processing methods are discussed and the preliminary system accuracy is analysed.
本光纤熔接系统通过图像采集与处理,可以根据菜单设置,做到光纤的自动对心和自动熔接,并通过切换显示器输出画面,在垂直和水平两个方向观察光纤的实际对心和熔接情况。
本文介绍了光纤熔接领域的发展概况,给出了本系统的硬件整体规划及模块设计方案,将整个熔接系统分为三大部分,分别是电源模块:负责电池和市电模式的切换;DSP处理模块:负责视频图像采集、数据处理以及视频字符叠加等核心算法功能的实现;输入输出接口模块:负责电机、键盘和高温源等控制。具体讨论了各模块的电路设计、多层电路板制作和硬件系统的调试。论述了光纤熔接过程中图像处理的方法和软件编程设计,并从理论上初步分析了系统的熔接精度。
Fiber is one of the most important transmission medium in communication.It has many advantages such as wide transmission bandwidth,low loss, large capacity, no electromagnetic interference,abundant raw materials and so on.When the damage of fiber cables occurred,it is needed to be repaired.Nowdays the most used method is fiber fusion.It is necessary to ensure that two sections of the fiber are precisely aligned to ensure full integration and same density. Or else there will be refraction and reflection to reduce the communication quality. The Design and implementation of fiber fusion system based on Blackfin 561 is discussed in the paper.
This system can automatically make the fiber fused according to the sampled images and the menu set.By switching output screen, the situation of the actual fusion can be observed in vertical and horizontal direction.
The development of fiber fusion is introduced in the first.After that the design of the separate mold and the whole hardware are offered.The system is divided into three parts, the power mold, the DSP processing mold and I/O interface mold. The power mold is in charge ofthe switch of battery and 220V AC.The DSP mold is responsible for the video imagesampling,data processing,character overlaying and other realization of functions or corealgorithms.The I/O interface mold controls the keyboard,the motor,the heat sources and so on.Then the method of adjusting the electric circuit of the system in order to make the PCB is discussed.At last the hardware debugging method are presented, the software image processing methods are discussed and the preliminary system accuracy is analysed.
引文
[1]高洪.基于BLACKFIN视频动目标检测系统设计与实现.南京理工大学,2007
[2]邵叶秦.基于序列图像的人头定位.南京理工大学,2006
[3]顾婉仪,李国瑞.光纤通信系统.北京:北京邮电大学出版社,1999
[4]杨祥林.光纤通信系统.北京:国防工业出版社,2000
[5]胡先志,邹林森,刘有信.光缆及工程应用.北京:人民邮电出版社,1998
[6]纪越峰,顾婉仪,李国瑞.光缆通信系统.北京:人民邮电出版社,1994
[7]解金山,陈宝珍.光纤数字通信系统(修订版).北京:电子工业出版社,2002
[8]韦乐平.光同步数字传输网.北京:人民邮电出版社,1993
[9]原荣.光纤通信网络.北京:电子工业出版社,2000
[10]张劲松,陶智勇,韵湘.光波分复用技术.北京:北京邮电大学出版社.2002
[11]纪越峰.现代通信技术.北京:北京邮电大学出版社,2002
[12]王栓,艾海舟,何克忠.基于差分图像的多运动目标的检测和跟踪.中国图像图形学报.1999,4(6):470-474
[13]吴锡权.光纤熔接技术的研究.河北人民广播电台,2007
[14]杜奇,向健勇,袁胜春.一种改进的最大类间方差法.红外技术.2003,25(5):33-36
[15]林湖宗.光纤熔接技术点滴.永春广播电视台,2007
[16]闫成新,桑农,张大序.基于小波变换的图像过渡区域提取与分割.计算机工程与应用.2004(18):29-31
[17]刘桂芬,张长明,高升久,黄自立.基于FPGA的视频字符叠加设计及其实现.国外电子元器件.2005(11):7-10
[18]王革思,商玉江.视频字符叠加技术的研究及应用.信息技术.2004(28.10):54-55
[19]魏熙乐,王江,许微,李金香.基于PIC单片机和Upd6453的新型字符叠加系统.微计算机应用.2003(25.5):264-267
[20]何辅云,张海燕.电视原理与数字视频技术.合肥:合肥工业大学出版社,2003
[21]Whitaker.J.数字技术:数字电视原理与应用.北京:电子工业出版社,2000
[22]郑志航.数字电视原理与应用.北京:中国广播电视出版社,2000
[23]余松熠,张文军,孙军.现代图像信息压缩技术.北京:科学出版社,1998
[24]丁玉美,高西全,彭学愚.数字信号处理.西安:西安电子科技大学出版社,1994
[25]姚天任,江太辉.数字信号处理.武汉:华中理工大学出版社,2000
[26]ADSP-BF561 Blackfin DSP Hardware Reference,April 2007,Analog Device
[27]胡剑凌,徐盛.数字信号处理系统的应用和设计.上海:上海交通大学出版社,2003
[28]王念旭等.DSP基础与应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,2001
[29]周霖.DSP系统设计与实现.北京:电子工业出版社,2002
[30]吴敏渊,金伟正,胡志雄,黄建忠.ADSP系列数字信号处理器原理.北京:电子工业出版社,2002
[31]陈峰.Blackfin系列DSP原理与系统设计.北京:电子工业出版社,2004
[32]ADSP-BF561 EZ-KIT Lite Evaluation System Manual,2004,Analog Device
[33]清源计算机工作室.Protel 99 SE原理图与PCB及仿真.北京:机械工业出版社,2004
[34]刘瑞新.Protel DXP实用教程.北京:机械工业出版社,2003
[35]Blackfin DSP Instruction Set Reference,Mar 2003,Analog Device
[36]Visual DSP++4.5 C/C++ Compiler and Library Manual for Blackfm Processors,April 2003,Analog Device
[37]T.帕夫利迪斯著.计算机图形显示和图像处理的方法.北京:科学出版社,1987
[38]刘富强,钱建生,曹国清.多媒体图像技术及其应用.北京:人民邮电出版社,2000
[39]魏坤,王均波.基于ADSP-BF561处理器的视频处理模板设计.北方自动控制技术研究所.2007
[40]C.Anderson,Peter Burr,and G.van der Wal."Change detection and tracking Using pyramid transformation techniques".In Proceedings of SPIE-Intelligent Robots and Computer Vision.1985(579):72-78
[41]J.Barron,D.Fleet,S.Beauchemin."Performance of optical flow techniques ".International Journal of Computer Vision,1994(12.1):20-77
[42]Hashimoto R F,Barrera J.A note on Park and Chin's algorithm[structuring element decomposition].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,Volume:24,Issue:1,Year:Jan 2002,Page(s):139-144
[43]Stauffer C,Grimson W E L.Adaptive background mixture models for real-time tracking.Computer Vision and Pattern Recognition,IEEE Computer Society Conference on,Volume:2,23-25 June 1999,Pages:252,Vol.2
[44]Viola P,Jones M.Rapid object detection using a boosted cascade of simple features.Proceedings of the 2001 IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,2001.CVPR 2001.Volume:1,Year:2001,Page(s):I-511-I-518 vol.1
[45]孟洋,施继红等.ADSP-BF561数据采集系统中的DMA应用.云南信息学院
[46]山建国.光纤熔接损耗的影响因素及对策.山东省东明县广播电视局.2004
[47]白玉林译.C语言实用数字图像处理.北京:科学出版社,2003
[48]何斌,马天予,王运坚,朱红莲.Visual C++数字图像处理.北京:人民邮电出版社,2001
[49]钟志光,卢君,刘伟荣.Visual C++ NET数字图像处理实例与解析.北京:清华大学出版社,2003
[50]王新成.高级图像处理技术.北京:中国科学技术出版社,2000
[51]容观澳.计算机图像处理.北京:清华大学出版社,2000
[52]周长发.精通Visual C++图像处理编程(第二版).北京:电子工业出版社,2004
[53]谷口庆志.数学图像处理——基础篇.北京:科学出版社,2001
[54]李在铭等.数字图像处理,压缩与识别技术.成都:电子科技大学出版社,2000
[55]朗锐.数字图像处理学:Visual C++实现.北京:北京希望电子出版社,2002
[56]莫徽忠.改善光纤熔接机性能的三种途径.广西大学.2007
[57]苏涛,蔡建隆,何学辉.DSP接口电路设计与编程.西安:西安电子科技大学出版社,2003
[58]王一楠.基于ADSP_BF561的视频采集系统的研究.西南交通大学,2007
[59]张雄伟,邹霞,贾冲.DSP芯片原理与应用.北京:机械工业出版社,2005
[60]钟玉琢,沈洪,吕小星等.多媒体技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003
[61]王道宪.CPLD/FPGA可编程逻辑器件应用与开发.北京:国防工业出版社,2004
[62]李国丽,朱维勇,栾铭.EDA与数字系统设计.北京:机械工业出版社,2004
[63]张锡鹤,盛鸿宇.印制电路板电路设计实训教材.北京:科学出版社,2005
[64]黄书伟,卢申林,钱毓清.印制电路板的可靠性设计.北京:国防工业出版社,2004
[65]骆新全,黄玲玲.电路仿真与PCB设计.北京:北京航空航天大学出版社,2004
[66]唐先武.Protel for windows全攻略宝典.北京:中国水利水电出版社,2001
[67]张义和.Protel Schematic 99电路图设计教程.青岛:青岛出版社,2000
[68]马海杰,刘云海.基于ADSP-BF561的数字摄相系统设计.浙江大学,2004
[2]邵叶秦.基于序列图像的人头定位.南京理工大学,2006
[3]顾婉仪,李国瑞.光纤通信系统.北京:北京邮电大学出版社,1999
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[57]苏涛,蔡建隆,何学辉.DSP接口电路设计与编程.西安:西安电子科技大学出版社,2003
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[60]钟玉琢,沈洪,吕小星等.多媒体技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003
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[62]李国丽,朱维勇,栾铭.EDA与数字系统设计.北京:机械工业出版社,2004
[63]张锡鹤,盛鸿宇.印制电路板电路设计实训教材.北京:科学出版社,2005
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