基于STM32的車牌識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 第一章緒論1.1課題背景在我們的日常生活中，接觸到了很多關(guān)于電子科技的技術(shù)。在電子科技交通領(lǐng)域中，有很多技術(shù)都在無形中加入我們的生活，如圖像處理技術(shù)，自動(dòng)檢測技術(shù)等。對(duì)于道路交通應(yīng)用到的技術(shù)，車牌識(shí)別系統(tǒng)是交通管理的主要技術(shù)。一套完整的車牌識(shí)別系統(tǒng)，可以給我們的日常生活帶來規(guī)范，從而能夠使交通事故更少的發(fā)生，給我們的出行帶來順暢，給我們的日常生活帶來方便。所以車牌識(shí)別系統(tǒng)目前是一個(gè)交通管理必備的技術(shù)，因此本文對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。1.2研究意義2020年是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展一個(gè)重要的時(shí)間點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給各個(gè)行業(yè)都帶來了無窮大的可能。而電子科技的快速發(fā)展也帶動(dòng)了人類生活水品的提升。當(dāng)今的社會(huì)離不開電子產(chǎn)品，當(dāng)前我國正處理經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要時(shí)期。而家庭生活水平逐年提升，因此私家車普及也是一種趨勢(shì)。REF_Ref19071\w\h[1]但私家車的增加有利也有弊，在給我們的出行帶來順暢、給我們的日常生活帶來方便的同時(shí)，也給我們的日常交通帶來壓力。在這種情勢(shì)下，隨之而來的就是各種交通事故的發(fā)生和違章后逃逸的事件發(fā)生，所以僅僅依靠人力的交通設(shè)施和交通系統(tǒng)已經(jīng)不能解決現(xiàn)在存在各種各樣的道路事故。2020年也是全世界艱難的一年。面對(duì)疫情，每一個(gè)國家都進(jìn)入了疫情防控。我國在疫情期間的防控措施也是相對(duì)嚴(yán)格，對(duì)于武漢封城，不允許人和車輛上街，違反的人員將會(huì)得到法律的制裁。所以相關(guān)道路機(jī)關(guān)會(huì)根據(jù)每個(gè)街道的監(jiān)控對(duì)車輛的活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)督，若有違反規(guī)定者，就會(huì)進(jìn)行車牌識(shí)別再根據(jù)車牌信息找到車主進(jìn)行審查。車牌識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用前景很廣泛，用法也簡單可靠。它不但用于道路交通監(jiān)控，而且也用于小區(qū)和停車場方面的管理、收費(fèi)站管理系統(tǒng)、車流統(tǒng)計(jì)、車牌驗(yàn)證和移動(dòng)車載系統(tǒng)等方面。小區(qū)和停車場方面的管理小區(qū)和停車場車牌識(shí)別管理系統(tǒng)是對(duì)出入車輛的監(jiān)控。進(jìn)出的車輛會(huì)被車牌系統(tǒng)識(shí)別，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，識(shí)別出來的車牌信息發(fā)送到管理系統(tǒng)中登記，這樣的流程不僅節(jié)省了人力保證了人員的安全，也節(jié)約了進(jìn)出登記時(shí)間，大大提升了效率。交通道路的監(jiān)控在道路交通的檢測部門中，每天都會(huì)出現(xiàn)大量的違規(guī)車輛。對(duì)于那些列進(jìn)“黑名冊(cè)”中的車輛，比如那些肇事過后逃逸的車輛、那些已經(jīng)掛失過的車輛和那些欠費(fèi)過的汽車等，我們通常可以將這些車的車牌用攝像機(jī)錄制成視頻記錄下來。如果通過人工識(shí)別并比較車牌號(hào)碼，這樣會(huì)導(dǎo)致工作的效率會(huì)比較低，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤；如果應(yīng)用車牌識(shí)別系統(tǒng)，給定一個(gè)車牌追蹤目標(biāo)，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)攝像頭監(jiān)控下的車輛信息進(jìn)行自動(dòng)掃描。對(duì)于車牌號(hào)碼識(shí)別之后做比較并處理，如果符合條件就立刻報(bào)警。收費(fèi)站管理系統(tǒng)我國在2019年推出高速公路全面實(shí)行ETC交費(fèi)，車輛進(jìn)出收費(fèi)站，不管是橋梁，或是高速公路，隧道等地方，對(duì)于車牌識(shí)別系統(tǒng)的要求相對(duì)比較嚴(yán)格。車牌識(shí)別系統(tǒng)可以大大減少平常收費(fèi)系統(tǒng)工作量較大和人工容易產(chǎn)生疲勞等等的不足，也可以減少勞動(dòng)的強(qiáng)度，節(jié)省了大量物力和人力。同時(shí)，對(duì)于ETC收費(fèi)系統(tǒng)還能夠節(jié)省司機(jī)的大量開車時(shí)間。因此在收費(fèi)站，車牌識(shí)別系統(tǒng)是一種高效率、高質(zhì)量的東西，可以提高生活物質(zhì)水平。車流統(tǒng)計(jì)、車牌驗(yàn)證和移動(dòng)車載系統(tǒng)車牌識(shí)別系統(tǒng)可以用于對(duì)車輛流量統(tǒng)計(jì)。當(dāng)交通路道處于比較復(fù)雜的路段，出現(xiàn)塞車或者車輛處于超速狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)捕獲到的車輛信息記錄發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端再發(fā)送到對(duì)應(yīng)車牌車主綁定的客戶端。所以車牌識(shí)別的問題已經(jīng)成為了交通工程領(lǐng)域中重點(diǎn)研究課題之一。REF_Ref19251\w\h[2]同時(shí)，車牌識(shí)別的基本方法我們還可運(yùn)用到其他的識(shí)別和檢測領(lǐng)域。總而言之，車牌識(shí)別系統(tǒng)既方便使用又快捷調(diào)用，在需要時(shí)隨時(shí)調(diào)出來加以分析，從而找到車主對(duì)應(yīng)的信息再做相應(yīng)的處理，而且這樣可以省去不少人力物力。所以車牌識(shí)別在道路監(jiān)測和道路控制中的作用很重要，研究車牌識(shí)別的意義自然也很切合實(shí)際。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子識(shí)別領(lǐng)域也在不斷進(jìn)步。針對(duì)車牌自動(dòng)識(shí)別，數(shù)字圖像處理方法是最常見、最快捷的方式。而車牌識(shí)別系統(tǒng)講究識(shí)別速度和識(shí)別精度。因此，針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)，國內(nèi)外在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域也是注入了不少人力和時(shí)間，關(guān)于車牌識(shí)別的研究報(bào)道也很多。從1984年開始，國外很多國家都已經(jīng)運(yùn)用此類車牌識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)品了，包括美國、德國、意大利、英國、新加坡等國家。由此可見，在當(dāng)時(shí)，國外就已經(jīng)有相當(dāng)成熟的技術(shù)產(chǎn)品并開始投入使用。這說明車牌識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)被各國廣泛運(yùn)用，恰巧也說明在日常生活中起到便民利民的價(jià)值作用，不管對(duì)企業(yè)或者是個(gè)人都有一定好處。這無疑是一項(xiàng)實(shí)用的技術(shù)，在未來科研學(xué)術(shù)研究上也具有一定借鑒作用。近年來，我國緊跟互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的潮流，對(duì)于車牌識(shí)別這樣一個(gè)潮流的技術(shù)，我國也有很多的企業(yè)和學(xué)者對(duì)這方面技術(shù)感興趣，并且對(duì)此深入研究。由于我國的在電子科研技術(shù)方面的研究相對(duì)于國外來說起步較晚，因此在車牌識(shí)別這方面的技術(shù)研究也需要大量的時(shí)間去探索、琢磨，研究到一定的技術(shù)程度才能更被廣泛使用。在此之后，通過運(yùn)用車牌識(shí)別技術(shù)系統(tǒng)，我國車輛進(jìn)出口數(shù)量和銷售額都呈上升趨勢(shì)，由此可見，車牌識(shí)別技術(shù)愈來愈被廣泛使用。為此，對(duì)于車牌識(shí)別技術(shù)這方面逐漸成為每個(gè)學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題。我國科學(xué)院自動(dòng)化研究所的劉智勇教授曾發(fā)表過一系列的文章，針對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)函數(shù)更全面展現(xiàn)識(shí)別的特點(diǎn)。進(jìn)而也產(chǎn)生了“漢王眼”這款產(chǎn)品。前有古人，后有來者。之后也有很多知名大學(xué)，如西安交大、上海交大、清華大學(xué)等在這方面下功夫深入研究，并取得了不錯(cuò)的研究效果。依賴著潮流的車牌識(shí)別技術(shù)，當(dāng)時(shí)很多公司也都脫穎而出，制造出很多相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)品流向國內(nèi)市場。因?yàn)槲幕顒e和文字差別，我國的汽車牌照識(shí)別系統(tǒng)不能照搬國外的技術(shù)。在借鑒國外領(lǐng)先技術(shù)的同時(shí)，也得擁有自己國家實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)方法和在實(shí)際應(yīng)用中復(fù)雜情況的應(yīng)對(duì)。在實(shí)際應(yīng)用中，盡管我國自主研究的車牌識(shí)別產(chǎn)品的識(shí)別能力可以達(dá)到90%以上，但是這些產(chǎn)品的系統(tǒng)在獲取牌照時(shí)對(duì)環(huán)境要求較高，對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境存在一定噪音時(shí)，識(shí)別率很低。出現(xiàn)識(shí)別精度低、識(shí)別時(shí)間過長等不足，因此我國的車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)還存在很大的發(fā)展空間。我國在這一領(lǐng)域的研究仍然很活躍，在我國的經(jīng)濟(jì)和科技能力不斷增強(qiáng)下，相信不久的將來我們國家會(huì)擁有適合國家國情，屬于我們國家成熟而先進(jìn)的車牌識(shí)別系統(tǒng)。關(guān)于車牌識(shí)別技術(shù)，國外在這一領(lǐng)域研究的要比中國早得多。早在21世紀(jì)初有關(guān)的專家就提出把圖像處理技術(shù)和嵌入式技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行探討一系列的算法。對(duì)于國外領(lǐng)先的科技，我國應(yīng)抱著積極的態(tài)度去借鑒國外技術(shù)，也應(yīng)該有著明確的目標(biāo)去鑄造自己國內(nèi)切合實(shí)際的技術(shù)產(chǎn)品。不同的是，中國車牌的情況比外國的更為復(fù)雜些，因?yàn)樘砑恿藵h字內(nèi)容。不過在許多高校的專家在這一領(lǐng)域已研究出了如彩色分割自動(dòng)識(shí)別等許多取得了突破性的成果。1.4論文結(jié)構(gòu)安排本次論文內(nèi)容章節(jié)有以下6部分：緒論，首先對(duì)車牌識(shí)別系統(tǒng)的課題背景與研究意義進(jìn)行分析，其次講述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。講述車牌識(shí)別控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，分析了嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)，介紹了它們的優(yōu)點(diǎn)和在車牌識(shí)別中的功能以及應(yīng)用。最后對(duì)車牌識(shí)別的整個(gè)系統(tǒng)方案進(jìn)行描述。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，描述了整個(gè)車牌識(shí)別系統(tǒng)的整體硬件系統(tǒng)框架并詳細(xì)介紹了STM32F103RBT6最小系統(tǒng)板、OV7670攝像頭模塊、TFT顯示屏模塊，并分析了它們的優(yōu)點(diǎn)以及使用場景。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，介紹了軟件開發(fā)環(huán)境，描述了STM32控制器的軟件架構(gòu)以及車牌識(shí)別所用到的圖像處理方法相關(guān)代碼的編寫。車牌識(shí)別系統(tǒng)測試，把已完成的車牌識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行了功能的測試，測試內(nèi)容包括攝像頭、顯示屏、單片機(jī)以及系統(tǒng)穩(wěn)定性測試等。總結(jié)與展望，對(duì)本論文提出的設(shè)計(jì)進(jìn)行功能上的總結(jié)并描述了本次設(shè)計(jì)所存在的不足，最后描述了對(duì)未來的希望。

第二章研究的相關(guān)技術(shù)2.1嵌入式技術(shù)近年來，嵌入式技術(shù)是一門在商業(yè)上、學(xué)術(shù)上比較受追捧的技術(shù)。它的發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛、操作簡單，這也是它興起的原因。眾所周知，嵌入式產(chǎn)業(yè)涉及的范圍很廣泛，其特點(diǎn)也非常明顯。嵌入式是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是設(shè)備的一部分。而嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)處理器控制板，用來控制程序儲(chǔ)存在ROM中的嵌入式處理器控制板。REF_Ref19342\w\h[3]所以在目前的生活中，運(yùn)用到嵌入式的產(chǎn)品比比皆是。比如手機(jī)、電腦、車輛，家居等擁有數(shù)字接口的產(chǎn)品。由一個(gè)程序來控制整個(gè)邏輯，這是大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)的組成運(yùn)用，但是這不代表著全部，有些還包含了操作系統(tǒng)。大學(xué)課程介紹了大量嵌入式相關(guān)知識(shí)，其中介紹到它是軟硬結(jié)合體，也就是軟件和硬件相結(jié)合形成的一個(gè)概念。換言之，只要不是個(gè)人PC機(jī)的一切類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都會(huì)劃為嵌入式。嵌入式系統(tǒng)的程序一旦燒寫到終端，一般不會(huì)進(jìn)行改變。具有功耗低、目的性強(qiáng)執(zhí)行效率高等很多優(yōu)點(diǎn)。嵌入式技術(shù)涉及到的領(lǐng)域很廣，應(yīng)用也很多。除了電子汽車行業(yè)之外，還有智能家居、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療技術(shù)等，應(yīng)用最多的實(shí)屬我們的國防領(lǐng)域。2.2圖像處理技術(shù)數(shù)字圖像處理是通過計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行一系列處理的技術(shù)。REF_Ref19411\w\h[4]一張圖像，不但要去除圖像存在的噪音，而且要對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)和復(fù)原，要保證圖像原來的真實(shí)性，還要對(duì)圖像進(jìn)行切割，提取圖像原有的特征，這就是數(shù)字圖像處理的流程。隨著科技的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，對(duì)于生活中應(yīng)用到的科技技術(shù)都是講究精準(zhǔn)和細(xì)膩的，所以對(duì)于圖像處理的需求也愈來愈大。目前出現(xiàn)了各種各樣的數(shù)字信號(hào)處理芯片，以及更多種類功能的GPU。本文采集圖像用到的是OV7670模塊，采用的圖像處理技術(shù)包括了數(shù)據(jù)采集技術(shù)、圖像的二值化、分割、模式識(shí)別等技術(shù)。對(duì)于圖像的二值化，它的閾值是通過多次調(diào)試而得出最準(zhǔn)確的閾值。圖像的分割主要是對(duì)字符區(qū)域采用劃線的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分割。2.3系統(tǒng)方案本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：圖像采集、處理和顯示裝置。本文采用基于ARMcortex-m3內(nèi)核的STM32F103芯片作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，它具有較高的處理能力，可以進(jìn)行比較復(fù)雜的計(jì)算，基本上可以滿足設(shè)計(jì)需要。圖像采集用OV7670攝像頭。而顯示裝置是用TFT_ILI93412.8寸顯示屏。系統(tǒng)模塊框圖如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)模塊框圖對(duì)于上述框架，本文研究了基于STM32的車牌識(shí)別系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。本文從網(wǎng)上和書籍中閱讀了大量關(guān)于車牌識(shí)別和字符識(shí)別算法的文獻(xiàn)，還對(duì)圖像處理技術(shù)進(jìn)行了深入研究，對(duì)不同方式進(jìn)行車牌識(shí)別做了功課，對(duì)STM32芯片比較熟悉。當(dāng)攝像頭對(duì)車牌圖像進(jìn)行處理后，再經(jīng)過圖像處理技術(shù)，對(duì)采集的車牌信息進(jìn)行識(shí)別處理，成功識(shí)別到車牌時(shí)，車牌號(hào)碼信息會(huì)被傳輸并顯示到TFT顯示屏。車牌區(qū)域識(shí)別、字符分割兩者均采用根據(jù)跳變點(diǎn)劃線的方式來對(duì)字符的邊界以及車牌區(qū)域進(jìn)行確定。攝像頭采集到圖像后進(jìn)行掃描測試，獲取攝像頭像素的值，再根據(jù)屏幕縱向240方向跳變點(diǎn)的顯示點(diǎn)數(shù)，分析跳變點(diǎn)；而車牌測定就根據(jù)屏幕橫向320方向跳變點(diǎn)的顯示進(jìn)行分析。兩個(gè)方向分析完畢后，就會(huì)對(duì)字符進(jìn)行分割，分割后就可以進(jìn)行字符的識(shí)別。軟件流程框圖如圖3.2所示。圖3.2軟件流程框圖

第三章硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)STM32核心板的5V引腳接著供電引腳，系統(tǒng)的供電為DC5V。通過穩(wěn)壓芯片，在STM32核心板上將5V的供電電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓。3.3V電壓在STM32核心板的引腳輸出。3.3V作為供電電壓被STM32芯片、OV7670攝像頭和TFT液晶屏幕引用。本文處理器選用的是STM32F103RBT芯片，具備ARMCortex-M3內(nèi)核的32位高性能嵌入式微控制器。芯片優(yōu)點(diǎn)如下：性能高、成本低ARMCortex-M3有高性能的特征，REF_Ref19633\w\h[5]采用哈佛結(jié)構(gòu)，分支預(yù)測，運(yùn)行速度更快。而且它擁有密度更高的代碼密度，因?yàn)樗娪玫氖荰humb-2指令集。豐富的片上資源STM32具有豐富的引腳，內(nèi)部配置了FLASH存儲(chǔ)器與SRAM。還有著諸多通信接口，例如USB接口、連接攝像頭傳感器的接口、I2C總線、USART串接接口、SDIO等。超低功耗當(dāng)中央處理器處于低壓電源狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，該模式可以自動(dòng)改變，以降低電源的功耗，并確保中央處理器在高性能和低功耗模式下運(yùn)行。所以STM32的芯片具有電壓調(diào)節(jié)器可以對(duì)電源進(jìn)行調(diào)節(jié)功能。最小系統(tǒng)的電路包括了電源電路、時(shí)鐘電路和下載調(diào)試電路。REF_Ref19741\w\h[6]本系統(tǒng)采用帶濾波的電源電路。穩(wěn)壓芯片用AMS1117-3.3，它性價(jià)比高，既能夠符合適用系統(tǒng)，足夠系統(tǒng)性能使用，價(jià)格對(duì)于我們學(xué)生也不貴。進(jìn)行濾波后，為系統(tǒng)提供了3.3V的穩(wěn)定直流電壓。而采用LC（無源）和RC（電阻電容）相互結(jié)合的濾波電路，目的是為了獲得較為理想的直流電壓，作用是過濾掉電源電壓的脈動(dòng)成分。圖3.1STM32主板對(duì)于STM32單片機(jī)，有5個(gè)時(shí)鐘源能夠給用戶提供去使用。用戶配置以后，要知道是使用了哪個(gè)時(shí)鐘源提供的時(shí)鐘。經(jīng)過查閱資料，我采用的方法是：分析是內(nèi)部RC、外部晶振、外部的振蕩器中的具體的哪一個(gè)時(shí)鐘。并且對(duì)單片機(jī)進(jìn)行16倍頻，是為了能夠解決處理速度的問題。系統(tǒng)使用外部8MHz晶體提供系統(tǒng)時(shí)鐘。LSE時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，LSI時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)IWDG看門狗時(shí)鐘和RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘。為了時(shí)鐘電路的正常工作，晶體振蕩器的輸入端和輸出端分別與20pF電容器相連。此外，8MHz晶體振蕩器的220Ω串聯(lián)電阻是為了防止晶體振蕩器被過度驅(qū)動(dòng)。圖3.2單片機(jī)原理圖3.2圖像采集處理在系統(tǒng)適配度、性能和性價(jià)比上經(jīng)過對(duì)比后，系統(tǒng)采用OV7670攝像頭。OV7670攝像頭功耗低，可以與本系統(tǒng)的其他硬件搭配；在性能上，攝像頭自帶影像處理器和具備VGA攝像頭的操作功能。并且具備的傳感器技術(shù)，是攝像頭的亮點(diǎn)，它可以完善甚至可以完全修復(fù)如托尾、浮散等光學(xué)以及電子缺陷。本系統(tǒng)采用的OV7670攝像頭帶FIFO芯片。除此之外，OV7670攝像頭還有不帶FIFO芯片的型號(hào)。下面介紹這兩種芯片的工作原理：圖3.3不帶FIFO不使用FIFO的方法雖然在實(shí)際運(yùn)行中更加直接、簡潔，并且能夠提高代碼的運(yùn)行效率，但是由于硬件方面的阻礙，導(dǎo)致其配置時(shí)較使用FIFO的方法更加難以實(shí)現(xiàn)。比如，普通單片機(jī)的時(shí)鐘頻率一般在12MHz以下，而COMS芯片的時(shí)鐘速率最高能夠達(dá)到24MHz，在實(shí)際使用的時(shí)候單片機(jī)的IO口需要進(jìn)行倍頻處理才能夠達(dá)到使用要求。除此之外，降低COMS的運(yùn)行速度同樣也能實(shí)現(xiàn)器件的信號(hào)采集功能。但是，需要在程序中設(shè)置COMS的外部晶體振蕩器、內(nèi)部PLL電路、像素時(shí)鐘速度、幀速度等寄存器，如果COMS降頻后不能匹配單片機(jī)對(duì)應(yīng)的倍頻，那么還需要設(shè)置單片機(jī)的時(shí)鐘頻率來實(shí)現(xiàn)COMS的功能。由于配置的過程較為復(fù)雜，往往會(huì)因?yàn)樯僭O(shè)置一些關(guān)鍵的信息而導(dǎo)致COMS最后不能正常運(yùn)行，而且降低頻率還會(huì)導(dǎo)致圖像采集的失真問題，所以這種方法也不建議去使用。在一些高級(jí)的單片機(jī)上，雖然擁有速度極快的處理器，還有較大的內(nèi)存和自帶的相機(jī)模組，并不需要進(jìn)行FIFO處理，但是本項(xiàng)目并不需要如此高級(jí)的配置，昂貴的價(jià)格同時(shí)增加了不必要的成本，這種方法也不建議去使用。圖3.4帶FIFO使用FIFO的方法則是用到了FIFO作為數(shù)據(jù)的緩沖。優(yōu)點(diǎn)在于，采集數(shù)據(jù)容易，實(shí)驗(yàn)時(shí)我們不需要去了解詳細(xì)的數(shù)據(jù)是怎樣采集的，也不用去認(rèn)識(shí)CMOS的先后順序和怎樣控制。就只要明白是怎樣讀取就可以了。但是FIFO在功能上不會(huì)定位讀取數(shù)據(jù)，所以不可能有真正的數(shù)據(jù)處理能力。對(duì)比上面兩個(gè)方法，可以看出帶FIFO的方法操作比較簡單。所以實(shí)驗(yàn)中采用了OV7670帶FIFO攝像頭。在輸出VGA圖像時(shí)，攝像頭的輸出速度最高為30幀/秒。因?yàn)镾TM32主控芯片在輸出8位影像數(shù)據(jù)的時(shí)候，不但可以有多種方式去處理圖像，也會(huì)有得到多種分辨率的圖像數(shù)據(jù)。圖3.5為OV7670攝像頭。圖3.5攝像頭實(shí)物圖圖3.6攝像頭原理圖3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯示處理要想將采集到的車牌圖像信息以及識(shí)別結(jié)果得以顯示，系統(tǒng)就必須有顯示部分。本系統(tǒng)的使用2.8寸的TFT顯示屏作為顯示模塊。顯示屏默認(rèn)8位的數(shù)據(jù)長度，同時(shí)它支持16位長度的數(shù)據(jù)，只要將一個(gè)0歐電阻連接在R11引腳，就可以使用16位。顯示屏還支持240*320像素的RGB565格式。對(duì)于顯示屏的驅(qū)動(dòng)程序，只要在相應(yīng)的LCD_Driver中更改對(duì)應(yīng)的宏定義便可。彩色圖像相比于黑白圖像的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量特別大，倘若選擇數(shù)據(jù)長度為8位的接口的這種方式，傳輸速度就會(huì)比數(shù)據(jù)長度為16位的并行接口方式慢很多，所以不采取這種方式。圖3.7TFT顯示屏實(shí)物圖圖3.8TFT顯示屏原理圖

第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1STM32開發(fā)環(huán)境介紹本論文使用KeilforARM集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序的編寫和調(diào)試。該軟件是攜帶C\C++編譯器、項(xiàng)目管理器、ARM匯編器以及連接器等，為單片機(jī)的開發(fā)和調(diào)試提供軟件上的支持。當(dāng)我們進(jìn)行源碼調(diào)試的時(shí)候，調(diào)試器識(shí)別hex文件才會(huì)進(jìn)入下一步。而標(biāo)準(zhǔn)的hex文件是由abs文件通過OH51轉(zhuǎn)換而成的。除此之外，下載調(diào)試也可以用仿真器直接去下載調(diào)試。KeilforARM在進(jìn)行大量代碼編寫上，具有高級(jí)語言的易讀性和可維護(hù)性。圖4.1keil5開發(fā)界面4.2STM32的ARM-Cortex的軟件架構(gòu)介紹STM32是一款嵌入式微控制器，ARM-cortex作為其內(nèi)核有著核心處理的作用。因?yàn)镾TM32內(nèi)核的軟件接口標(biāo)準(zhǔn)是處理器的硬件抽象層，所以當(dāng)用戶使用接口標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，操作方便，開發(fā)者也可以減少冗余的代碼。并且在軟件框架中也有著重要的作用，不會(huì)受到不同廠家生產(chǎn)差異的影響，降低了程序開發(fā)中的外界因素，使得軟件開發(fā)者的開發(fā)界面完全透明。4.3車牌識(shí)別系統(tǒng)軟件具體設(shè)計(jì)4.3.1圖像采集圖像采集是整個(gè)系統(tǒng)流程的第一步。本文3.2介紹了OV7670攝像頭，使用攝像頭采集了一個(gè)320*240像素大小的圖像。圖像由STM32單片機(jī)讀取，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后顯示在TFT顯示屏。REF_Ref19963\w\h[8]OV7670攝像頭模塊的FIFO芯片，可以對(duì)圖像進(jìn)行暫時(shí)的存儲(chǔ)。其特點(diǎn)也是對(duì)數(shù)據(jù)的采集速度快，精度高，有效降低了處理器的負(fù)擔(dān)。圖像采集過程的主要函數(shù)如下：OV7670_Gpio_Init();//OV7670引腳初始化Data_Image_Capture();//圖像采集函數(shù)4.3.2二值化分析二值化是圖像處理的核心步驟。二值化分析首先會(huì)對(duì)原來的多個(gè)灰度值的彩色圖像變換成能夠呈現(xiàn)出圖像局部特征的黑白二值化圖像。一般采取的方法是選擇一個(gè)合適的閾值。然后圖像經(jīng)過二值化處理后，就會(huì)得到更為簡單明了的圖像。屏幕也會(huì)將我們需要的那部分圖像突出并顯示出來，把車牌之外的圖像給模糊化，這樣的過程也提高了圖像處理的效率。對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行二值化處理設(shè)定R、G、B的閾值這個(gè)過程承上啟下。通過二值化處理，將像素值分為全黑0x0000和全白0xffff兩種。與此同時(shí)，在顯示屏上會(huì)出現(xiàn)紅色的跳變點(diǎn)，這些分析出來的跳變點(diǎn)，為接下來切割出有效車牌提供了切割范圍。 部分程序如下：if((R>R_a)&&(G>=G_a)&&(B>=B_a)){//二值化 color=0xffff;}else{ color=0x0000;} if(color!=color_1){//與跳變點(diǎn)比較//該行跳變點(diǎn)計(jì)數(shù)+1TableChangePoint_240[a]++; } 4.3.3識(shí)別車牌區(qū)域車牌定位是對(duì)于系統(tǒng)識(shí)別方法最后能否成功地被識(shí)別出來，其結(jié)果起著舉足輕重的作用。也正因?yàn)檫@樣，許多國內(nèi)外的專家很早就開始關(guān)注這一問題了。針對(duì)這一問題，國內(nèi)外的專家經(jīng)過獨(dú)特的思考和試驗(yàn)后，提出了各種各樣的解決方法和算法。經(jīng)過查閱大量的資料，解決車牌定位這方面的技術(shù)大概可分為兩種。其中一種方法就是在二值化后的黑白圖像上做一系列的處理。另外一種方法是利用顏色空間距離和相似度對(duì)車牌的底色的顏色進(jìn)行分割，基于邊緣顏色對(duì)車牌圖像進(jìn)行提取和定位。REF_Ref19963\w\h[8]圖4.1跳變點(diǎn)分析圖車牌區(qū)域出現(xiàn)了約15個(gè)以上的跳變點(diǎn)，是通過二值化分析后呈現(xiàn)出來的。根據(jù)跳變點(diǎn)的波動(dòng)分析，可以確定車牌區(qū)域的位置。如圖4.1所示，左邊的紅色標(biāo)記點(diǎn)是每一行的跳變點(diǎn)數(shù)。在這個(gè)系統(tǒng)程序中，跳變點(diǎn)數(shù)大于15。當(dāng)連續(xù)線上有15個(gè)以上跳點(diǎn)時(shí)，車牌上邊沿就是跳變點(diǎn)開始波動(dòng)的位置，車牌下邊沿是跳變點(diǎn)結(jié)束波動(dòng)的位置。然后通過RGB-HSV顏色轉(zhuǎn)換，識(shí)別出車牌的左邊沿和右邊沿。根據(jù)邊沿位置，得到了精準(zhǔn)的車牌位置。部分函數(shù)如下：voidChangePoint_Show_240();//240方向跳變點(diǎn)顯示{for(a=0;a<240;a++){//顯示對(duì)應(yīng)的橫向跳變點(diǎn) //跳變點(diǎn)顯示，紅色標(biāo)記 LCD_DrawPoint(TableChangePoint_240[a],a,0xf800);//跳變點(diǎn)個(gè)數(shù)（閾值）設(shè)定 if(TableChangePoint_240[a]>=15){//顯示達(dá)到閾值標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn) for(b=35;b<40;b++){ LCD_DrawPoint(b,a,0x6666);//Green } } }}240方向跳變點(diǎn)顯示函數(shù)建立參考線，縱方向劃三條綠色的線，分別是在橫坐標(biāo)為10、20、30處劃線，目的是為了以后畫點(diǎn)使用。如果這一行的跳變點(diǎn)是10個(gè)就在這條線畫一個(gè)紅點(diǎn)。劃綠線的程序如下：for(a=0;a<240;a++){//建立參考線10、20、30LCD_DrawPoint(a,Min_ChangePoint_240,0x001f); LCD_DrawPoint(10,a,0x63<<5);//10 LCD_DrawPoint(20,a,0x63<<5);//20 LCD_DrawPoint(30,a,0x63<<5);//30 }240方向跳變點(diǎn)顯示函數(shù)之后執(zhí)行240跳變點(diǎn)分析函數(shù)，主要是通過這個(gè)函數(shù)分析出車牌區(qū)域的上邊界和下邊界。首先進(jìn)行240方向上的掃描，通過跳變點(diǎn)閾值的分析獲取車牌的上下限。再根據(jù)上下限橫向畫兩條長的藍(lán)色的線，標(biāo)識(shí)車牌區(qū)域。部分代碼如下：voidChangePoint_Analysis_240(){//240跳變點(diǎn)分析 Min_ChangePoint_240=240;Max_ChangePoint_240=0; for(a=0;a<240;a++)//240掃描，獲取上下限值：Min_ChangePoint_240，Max_ChangePoint_240 { while(TableChangePoint_240[a]<=15) //閾值調(diào)節(jié) { a++; } Min_ChangePoint_240=a; while(TableChangePoint_240[a]>15) //閾值調(diào)節(jié) { a++; } Max_ChangePoint_240=a; if(Max_ChangePoint_240-Min_ChangePoint_240>=15){a=240;//連續(xù)性 }//向上微調(diào)3像素 Min_ChangePoint_240=Min_ChangePoint_240-3;//向下微調(diào)2像素 Max_ChangePoint_240=Max_ChangePoint_240+2; for(a=30;a<280;a++)//顯示上界限 { LCD_DrawPoint(a,Max_ChangePoint_240,0x001f); } for(a=30;a<280;a++)//顯示下界限 {//顯示50,參考50像素位置處，車牌位置不要超過這根線，免得不能字符的歸一化處理 for(a=30;a<280;a++) { LCD_DrawPoint(a,Min_ChangePoint_240+50,0xf800); } flag_MaxMinCompare=1;//判斷合法性1：最小值>最大值 if(Min_ChangePoint_240>Max_ChangePoint_240){ flag_MaxMinCompare=0; }//判斷合法性2： if(Min_ChangePoint_240==240||Max_ChangePoint_240==0) { flag_MaxMinCompare=0; }//判斷合法性3： if(Max_ChangePoint_240-Min_ChangePoint_240<15) { flag_MaxMinCompare=0; }}4.3.4字符分割每個(gè)國家的車牌都有不同的使用規(guī)則，我國的車牌使用較其他國家的車牌使用更加規(guī)范和統(tǒng)一。我國的車牌上文字、字母、數(shù)字的長寬、空隙、大小，甚至小數(shù)點(diǎn)的排列都嚴(yán)格按照規(guī)定的比例標(biāo)準(zhǔn)去刻畫的。車牌的整體長度為44cm，寬度為14cm。不計(jì)第2、3個(gè)字符中間的小圓點(diǎn)，車牌上共有7個(gè)字符，均為規(guī)則的印刷體字。除了軍車、警車、教練車、領(lǐng)事館車外，標(biāo)準(zhǔn)的民用車輛牌照均為7個(gè)字符。車牌首位為省名簡稱，是一個(gè)漢字，如粵、蘇、遼等。次位為英文字母，接下來為英文字母或阿拉伯?dāng)?shù)字。其中每個(gè)字符統(tǒng)一寬度為4.5cm，高9cm，第二、三個(gè)字符間間距為3.4cm，中間小圓點(diǎn)1cm寬，小圓點(diǎn)與第2、3個(gè)字符間間距分別為1.2cm，其余字符間間距為1.2cm。在對(duì)圖像的提取分離的過程中可能會(huì)出現(xiàn)干擾、噪音、文字之間斷裂等現(xiàn)象，還有文字的部分內(nèi)容出現(xiàn)了粘連或者顯示不全、模糊的現(xiàn)象，這些問題都是由于攝像頭、STM32電路板和TFT顯示屏之間的連線產(chǎn)生的噪音導(dǎo)致的。并且在實(shí)際分析時(shí)，車牌定位不會(huì)精確定位到車牌的文字區(qū)域，在車牌的邊框附近誤差幾個(gè)像素左右，比如車牌上的兩個(gè)鉚釘或者保險(xiǎn)杠等干擾區(qū)域。下面對(duì)車牌進(jìn)行切割。如果分析后根據(jù)邊沿，里面的字符數(shù)為整個(gè)車牌，也就是8個(gè)完整的字符，則會(huì)更加精確切割出每個(gè)字符位置。在處理過程中，獲取每個(gè)字符的左邊界KL和右邊界KR。如下圖所示，垂直藍(lán)線是每個(gè)文字的邊界標(biāo)記。字符分割，為下一個(gè)字符匹配準(zhǔn)備通用參數(shù)。圖4.2字符切割圖4.3.5字符匹配字符分割后，進(jìn)行歸一化處理，逐個(gè)字符進(jìn)行匹配。程序中的字符模板由模板提取軟件提取，模板大小為24*50的單一像素。逐個(gè)字符進(jìn)行匹配，以相似度值最大的對(duì)應(yīng)字符作為輸出結(jié)果并顯示。車牌識(shí)別過程中的部分主要數(shù)組及函數(shù)如下：Stm32_Clock_Init(16);//初始化時(shí)鐘Data_LCD_ColorChange();//車牌測定u8MoShiShiBie_All(u8begin,u8end)//字符匹配，模式識(shí)別,選擇性匹配{ u16Compare_num,num_save; u8a,b,e,a_save,st1,st2,s1,s2; intnum1; for(a=begin;a<end;a++) //36 { num1=0; for(b=0;b<150;b++) { st1=table_picture[b]; st2=Table[150*a+b]; for(e=0;e<8;e++) { s1=st1&(1<<e); s2=st2&(1<<e); if(s1==s2)num1++; } } } }

第五章系統(tǒng)測試5.1測試目的系統(tǒng)測試是對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的測試。一個(gè)完整的項(xiàng)目開發(fā)，就包括了測試，不但要對(duì)總體的軟件和硬件的完成度進(jìn)行開發(fā)和應(yīng)用，來保證產(chǎn)品各方面的穩(wěn)定程度和安全使用，減少廠商的不必要虧損，以及消費(fèi)者的安全性。STM32F103FBT是系統(tǒng)的硬件部分。其內(nèi)核的工作頻率最高可以達(dá)到72Mhz。系統(tǒng)使用的OV7670攝像頭像素有300000像素。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行通電時(shí)，鏡頭對(duì)準(zhǔn)用于測試的車牌。通過顯示屏，可以實(shí)時(shí)看到攝像頭采集的圖像，并選擇直角，使車牌信息完全在藍(lán)框區(qū)域內(nèi)。系統(tǒng)將進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、二值化、切割和識(shí)別。識(shí)別結(jié)果會(huì)顯示識(shí)別的車牌號(hào)。識(shí)別出來的車牌信息將會(huì)被保存。頁面會(huì)停留在識(shí)別出來結(jié)果的頁面。測試環(huán)境是在室外晴天環(huán)境下進(jìn)行，測試內(nèi)容有以下三個(gè)方面：攝像頭測試，測試攝像頭不同距離的焦距變化、對(duì)車牌圖像捕獲的情況，判斷攝像頭采集的穩(wěn)定性和清晰性。顯示屏測試，測試顯示屏和攝像頭的連接穩(wěn)定性和根據(jù)攝像頭捕獲的圖像呈現(xiàn)的清晰性。電路板測試，測試芯片的電壓轉(zhuǎn)換是否正常、與攝像頭顯示屏之間連接的穩(wěn)定性。圖5.1實(shí)物圖5.2攝像頭測試車牌識(shí)別系統(tǒng)中，攝像頭要對(duì)車牌進(jìn)行采集。當(dāng)設(shè)備通電后，攝像頭內(nèi)部對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理、AD轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)狡聊簧?。在不同距離焦距不同清晰度不同。當(dāng)測得攝像頭與車牌距離1.5m時(shí)圖像最清晰。測試結(jié)果與預(yù)期一致。不足的地方就是攝像頭得手動(dòng)變焦。5.3顯示屏測試顯示屏?xí)@示實(shí)時(shí)的步驟。通電后，屏幕首先會(huì)初始化，會(huì)出現(xiàn)綠色和紅色兩個(gè)界面；第二會(huì)根據(jù)傳輸?shù)狡聊簧蠄D像，顯示屏有20秒的處理時(shí)間進(jìn)行二值化分析出車牌區(qū)域；第三，顯示屏圖像靜止，對(duì)車牌進(jìn)行切割處理；第四把每個(gè)切割后的字符與取模的標(biāo)準(zhǔn)車牌模型進(jìn)行比較，把相似度最高的字符輸出；最后把車牌結(jié)果輸出到結(jié)果界面。當(dāng)20秒內(nèi)取不到準(zhǔn)確的車牌信息，會(huì)自動(dòng)重新測試。測試結(jié)果與預(yù)期一致。圖5.2屏幕顯示流程圖5.4單片機(jī)測試STM32F103RBT6作為主控芯片，將5V的供電電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓。電路板VSYNC引腳是攝像頭幀信號(hào)引腳，接單片機(jī)引腳PC0中斷，通過單片機(jī)中斷來檢測幀信號(hào)。使用前測試，測試結(jié)果一切正常。圖5.3測試結(jié)果5.5系統(tǒng)穩(wěn)定性測試系統(tǒng)穩(wěn)定性測試是一個(gè)非常重要的測試過程。它能測試整個(gè)項(xiàng)目在運(yùn)行時(shí)是否出現(xiàn)問題，每個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)前都會(huì)進(jìn)行穩(wěn)定性測試，如果系統(tǒng)穩(wěn)定性差，那么說明該系統(tǒng)還有很多的不足，需要改進(jìn)。本次進(jìn)行了十二次測試。測試結(jié)果如表5.4所示。表5.4系統(tǒng)穩(wěn)定性測試表測試測試環(huán)境預(yù)期結(jié)果實(shí)際情況結(jié)論備注第一次室外晴天系統(tǒng)正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別結(jié)果與車牌號(hào)碼一致與預(yù)期一致通過第二次室外晴天與預(yù)期一致通過第三次室外陰天與預(yù)期一致通過第四次室外陰天與預(yù)期一致通過第五次室外雨天與預(yù)期一致通過第六次室外雨天與預(yù)期一致通過第七次室內(nèi)白天與預(yù)期一致通過第八次室內(nèi)白天與預(yù)期一致通過第九次室內(nèi)燈光與預(yù)期一致不通過攝像頭捕獲圖像受燈光強(qiáng)度反射影響第十次室內(nèi)燈光與預(yù)期一致不通過第十一次室內(nèi)燈光與預(yù)期一致通過第十二次室內(nèi)燈光與預(yù)期一致通過

第六章總結(jié)與展望6.1總結(jié)本文是基于STM32的車牌識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)，在整體設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)硬件的性能和作用，結(jié)合軟件的操作運(yùn)行和方法的實(shí)現(xiàn)，完成了整個(gè)識(shí)別流程，成功達(dá)到了預(yù)期的效果。車牌識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于目前的日常生活，隨處可見。結(jié)合車牌識(shí)別帶給生活的方便和緩解國家交通的壓力，本文進(jìn)行了研究與實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)從購買元器件、接線、焊接到調(diào)試，在摸索中一步步實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能。與基于FPGA或MATLAB的車牌識(shí)別系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的電路簡單、功耗低、性價(jià)比高。6.2展望本文研究的基于STM32的車牌識(shí)別設(shè)計(jì)與研究，整體的功能和各個(gè)模塊的運(yùn)用經(jīng)過各個(gè)步驟測試，都能夠合理地運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)預(yù)想功能。但是和國家交通中使用到的車牌識(shí)別系統(tǒng)相對(duì)比，還有著很大的進(jìn)步空間。本次研究和實(shí)現(xiàn)過后，還可以在精度上進(jìn)行調(diào)優(yōu)，在識(shí)別效率上進(jìn)行提升，在功能上進(jìn)行多樣化。本系統(tǒng)的硬件方面，可以排除傳統(tǒng)接線的復(fù)雜性，開發(fā)一塊電路板，可以把STM32核心板、攝像頭和顯示屏連接起來。STM32F103RBT6的性能和儲(chǔ)存空間不夠強(qiáng)大，攝像頭的像素和識(shí)別效率也是可以提升。想在日常生活中使用，就必須更換功能更加強(qiáng)大、性能更加高的硬件產(chǎn)品。本系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方面，可以合理運(yùn)用當(dāng)前流行的編程語言和技術(shù)框架去優(yōu)化代碼，在圖像處理上還有很大進(jìn)步的空間去優(yōu)化，才能在圖像處理上提高效率。在算法上也還需進(jìn)一步改進(jìn)。識(shí)別的速度比較慢，除了接線的線長干擾外，和算法也是有很大相關(guān)。并且，在分析和切割這兩部分效率很低，主要原因是前期的處理不夠精密導(dǎo)致的，所以也要對(duì)前期的算法加以提升。其他方面，本文目前只能對(duì)藍(lán)色車牌進(jìn)行識(shí)別，后續(xù)還需要對(duì)黃色、白色車牌照進(jìn)行研究，整合到目前系統(tǒng)中。功能上還可以增加GPS模塊，并且可以與相關(guān)機(jī)關(guān)部門通過軟件實(shí)現(xiàn)交互，并寫進(jìn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備案?？偠灾?，車牌智能識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)既方便、實(shí)用又功能強(qiáng)大的系統(tǒng)；要想使該系統(tǒng)真正地應(yīng)用到實(shí)際之中，還需要不斷的完善，不斷的創(chuàng)新！

參考文獻(xiàn)譚山,鄭芳.如何利用智能交通緩解城市擁堵[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014,000(032):1417-1417.張程.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜背景下的車牌識(shí)別系統(tǒng)的研究[D].2008.段里仁.再論智能交通系統(tǒng)(ITS)在我國道路交通管理中的應(yīng)用[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2001(03):14-19.章毓晉.圖像工程上冊(cè)：圖像處理和分析[M].北京：清華大學(xué)出版社,1999.2.陳學(xué)保.車牌字符識(shí)別算法的研究[D].重慶大學(xué).馬俊莉,莫玉龍,王明祥.一種基于改進(jìn)模板匹配的車牌字符識(shí)別方法[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),2003,(13):32.徐國強(qiáng).車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與字符識(shí)別算法研究[D].成都:電子科技大學(xué)，2010,(30):52.劉祺,王銀玲,吳林恒.基于STM32的圖像采集與顯示系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2012,(15):35.

致謝畢業(yè)論文設(shè)計(jì)即將結(jié)束，這將意味著我在廣東東軟學(xué)院的學(xué)習(xí)生活即將畫上句號(hào)。回想起在東軟的日子，宛如發(fā)生在昨天，無憂無慮的校園生活，每天在課堂和同學(xué)們一起討論學(xué)習(xí)內(nèi)容，聽著老師們教授的知識(shí)，生活中和同學(xué)們暢所欲言，都是我人生中最珍貴的回憶。在這里，我要感謝在學(xué)習(xí)過程中每一位默默支持我和幫助我的老師們、同學(xué)們以及家人們。首先我最想感謝的是我的論文指導(dǎo)老師郭鵬飛老師，他是一位耐心，認(rèn)真負(fù)責(zé)的老師，在論文題目的確定、論文的任務(wù)書、論文的開題報(bào)告以及論文的撰寫過程中，郭老師給予我悉心的關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)，給我啟發(fā)，也正是在他的指導(dǎo)和督促下，我的論文才能在這幾個(gè)月里完成。同時(shí)我要感謝廣東東軟學(xué)院所有的任課老師以及大學(xué)四年一直對(duì)我們操碎心的輔導(dǎo)員陳注清老師，在我的學(xué)習(xí)和生活過程中，這些老師都很盡心、負(fù)責(zé)，在我們的成長道路上給予了我很大的幫助以及未來的就業(yè)方向上給予指引和經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，使我受益匪淺。還有我的同學(xué)們，在大學(xué)四年時(shí)間里，我們互相幫助，共同進(jìn)步，有許多難忘的回憶。感謝陪伴我大學(xué)四年的同室友們，讓我的大學(xué)充滿溫暖和歡樂。感謝我的父母，他們?cè)谏钪姓疹櫸?、在學(xué)習(xí)中默默的支持我。在論文撰寫過程中，還有許許多多的人對(duì)我有莫大的幫助，學(xué)長學(xué)姐們的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)和寶貴的建議，教導(dǎo)我如何寫好一篇論文，還有感謝很多提供論文寫作的公眾號(hào)，這都對(duì)我的論文研究成果有莫大的幫助，在此對(duì)你們表示深深的謝意，感謝一直以來對(duì)我的支持和鼓勵(lì)，你們永遠(yuǎn)是我的精神支柱和繼續(xù)前進(jìn)的動(dòng)力。

HYPERLINK如何選擇組裝電腦配件

如何選擇組裝的電腦配件．

第一，選擇好CPU平臺(tái)，就是INTER還是AMD，看你是要配什么樣的電腦，高端還是低端的，兩個(gè)平臺(tái)都高低的產(chǎn)品。第二，選擇主板了，主板的品牌比較多，質(zhì)量，價(jià)格也不一，當(dāng)你第一步卻定了，那么主板也就相應(yīng)的卻定下來了，以INTER為例，只可以選擇775接口的主板（早期有478接口的，不推薦），主板的選擇主要有兩種，一是集成顯卡，二是不集成顯卡。集成顯卡的話，就可以省下顯卡的錢，但是對(duì)游戲玩家不推薦。那么當(dāng)然是選擇不集成顯卡的主板了，而且最好選擇一線品牌，如華碩，技嘉等。主板里，還有個(gè)蕊片組的選擇。關(guān)于蕊片組，各個(gè)品牌的主板命名有些不一樣，主流是INTER965，945，915，VIA的KT890，還有NFORCE4，NFORCE5。等。比較難說清楚。最好是選擇INTER的蕊片組，雖然價(jià)格會(huì)稍高一些。推薦945，技術(shù)比較成熟。第三，顯卡的選擇。顯卡主要還是有兩類品牌，GEFORCE和ATI，兩個(gè)品牌有高，中，低的顯卡。顯卡選擇要看你個(gè)人喜歡了，預(yù)算充足的話，最好是買中，高端的顯卡。

第四，就是內(nèi)存了，內(nèi)存關(guān)系電腦的穩(wěn)定性。當(dāng)然是要好一點(diǎn)的。買一線品牌的?，F(xiàn)在配電腦，主流是DDR667，DDR800DDR1333第五，顯示器的選擇，推薦液晶。如何選擇硬件組裝電腦這是一個(gè)老生常談的問題了，這也是一個(gè)讓高手們顯示自己硬件功底的問題，同時(shí)這還是一個(gè)讓很多新手為之焦頭爛額的問題。該怎么配？具體配什么？怎樣配才能盡量減小瓶頸？本文就將從內(nèi)到外，從理論到實(shí)踐，為朋友們抽絲剝繭一一道來。

一、CPU

作為一臺(tái)電腦最關(guān)鍵的組成部分，CPU確實(shí)起著舉足輕重的作用，但體現(xiàn)一臺(tái)電腦的綜合速度，并不是僅僅依靠CPU的，常常看到很多新手們?cè)谂潆娔X的時(shí)候，把CPU選的很好，但其他的東西諸如內(nèi)存、主板、硬盤等都選的不太理想，好像這臺(tái)電腦速度的快慢就體現(xiàn)在CPU速度的快慢上似的。甚至很多著名的品牌機(jī)廠商，都推出過類似“P4+256M內(nèi)存”的這種跛腳配置。其實(shí)對(duì)于一般的家用電腦而言，一個(gè)真正會(huì)配的高手，是不會(huì)把大量的錢花在CPU上的。家用電腦，畢竟不是做密集型科學(xué)計(jì)算用的，它講求的是多種媒體的配合工作，講求的是能一邊下載文件、一邊上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、一邊聽音樂、一邊還能打開其他的程序，在這種情況下，提升內(nèi)存的容量比提升CPU的主頻對(duì)速度的影響要明顯的多?，F(xiàn)今的中國家庭用戶，很多家長對(duì)于電腦一竅不通，他們只聽說“奔四”代表著速度快，并不知道整機(jī)速度的快慢除了CPU以外，還有很多其他的因素影響著它。但在買電腦的時(shí)候，最后做決定并掏錢的人，往往都是這些啥都不懂的家長們，于是就出現(xiàn)了上面的一幕：品牌機(jī)廠商為了能有更好的銷路、兼容機(jī)裝機(jī)店的銷售人員為了能拿到更多的獎(jiǎng)金，開始違背良心來配置出這種高主頻處理器、低容量內(nèi)存的跛腳電腦。說嚴(yán)重點(diǎn)，這是屬于對(duì)消費(fèi)者的不負(fù)責(zé)任，是一種商業(yè)欺詐行為！同樣5000元的配置，高手配出來的賽揚(yáng)，比新手配出來的P4還要快很多，曾經(jīng)有一家全球著名的硬件網(wǎng)站在2003年的時(shí)候刊登過一篇關(guān)于配置家用電腦時(shí)各硬件占用總預(yù)算百分比的文章，文中很明確的提到了CPU的價(jià)錢最好不要超過總預(yù)算的10％－15％，我們雖然不能說他肯定完全正確，但至少人家是通過很多調(diào)查后得出的結(jié)論，有借鑒的理由。反觀現(xiàn)在的很多所謂的“低價(jià)奔四電腦”、“3999元買P4品牌機(jī)”之類的廣告，我想說的就是：你花了3999元，只買了一塊P4的處理器，其他的什么都沒有了！

二、內(nèi)存

對(duì)于配置一臺(tái)電腦來說，內(nèi)存是重頭戲，容量、速度、類型等等每一項(xiàng)指標(biāo)都對(duì)最終的整機(jī)綜合速度起著至關(guān)重要的影響，尤其是內(nèi)存的帶寬和容量。對(duì)于內(nèi)存帶寬而言，很多人都認(rèn)為400MHz、533MHz前端總線的賽揚(yáng)四或P4，配單通道的DDR內(nèi)存就足夠了，雙通道DDR內(nèi)存是配合800MHz以上前端總線的P4處理器用的，其實(shí)這樣就大錯(cuò)特錯(cuò)了，哪怕是最老的賽揚(yáng)四，都需要雙通道的DDR內(nèi)存才能達(dá)到它的帶寬！也就是說，你如果選擇賽揚(yáng)四1.8G，必須配合865以上的主板和至少雙通道DDR200的內(nèi)存，才能滿足它的帶寬要求！稍微計(jì)算一下就可以得知：賽揚(yáng)四1.8G的前端總線是400MHz，它的內(nèi)存帶寬理論值是400MHz×64bit÷8＝3.2G/s，但當(dāng)它裝在845系列的主板上時(shí)，由于845主板的限制，即使你插上能符合它帶寬要求的DDR400內(nèi)存，也只能運(yùn)行在DDR266上，這時(shí)的內(nèi)存所能提供的帶寬是266MHz×64bit÷8＝2.1G/s，比3.2G/s要小很多，即使你通過BIOS里的內(nèi)存調(diào)節(jié)選項(xiàng)往上調(diào)節(jié)一檔（也只能調(diào)節(jié)一檔而已），讓內(nèi)存運(yùn)行在DDR333下，所能提供的帶寬也僅僅是333MHz×64bit÷8＝2.66G/s，離3.2G/s還是有一定的距離，而內(nèi)存帶寬的降低，能非常明顯的降低整機(jī)的綜合速度，運(yùn)行任何程序都能明顯的感覺出來！所以如果想滿足賽揚(yáng)1.8G處理器的內(nèi)存帶寬要求，你必須要為它配置865以上的主板和雙通道的內(nèi)存才行！P4亦是如此。很多人也許會(huì)問：那845系列的主板是配什么處理器的呢？我想回答你的就是：845系列的主板是屬于“不能用”的主板，因?yàn)樘幚砥饔肋h(yuǎn)比主板發(fā)展的快，當(dāng)初Intel造出845系列的芯片組是為了能給當(dāng)時(shí)的賽揚(yáng)和P4提供一個(gè)過渡的平臺(tái)，不至于讓它們成為“沒有主板配合”的處理器而已，也是為了能在低端市場分一杯羹，而現(xiàn)今865甚至9xx系列的主板橫行的時(shí)候，845系列的主板確實(shí)是屬于“不能用”的主板了，滿足不了任何一款處理器的內(nèi)存帶寬，造成性能上的嚴(yán)重低下，試問這種主板你會(huì)選擇么？即使配臺(tái)2000多元的超低價(jià)電腦，也不要去選擇845系列的主板，至少需要865以上的和雙通道內(nèi)存才行，因?yàn)閮?nèi)存帶寬是一個(gè)非常影響系統(tǒng)性能的參數(shù)，倘若一味的為了省錢而配置845系列的主板，那就得不償失了。

內(nèi)存的容量方面，應(yīng)每個(gè)人對(duì)電腦的使用方向不同，容量的要求也是不同的，現(xiàn)在配置的家用電腦，筆者建議：如果不打游戲，或者是打打掃雷、紙牌之類的游戲，平時(shí)注重于上網(wǎng)瀏覽或者是聊天、看電影之類的應(yīng)用的話，內(nèi)存容量不應(yīng)該低于1G；如果是偶爾打打單機(jī)游戲或者是網(wǎng)絡(luò)游戲，內(nèi)存容量應(yīng)該選擇在2G左右，如果是經(jīng)常打大型的游戲或是進(jìn)行HDTV視頻編輯等應(yīng)用，那么4G的內(nèi)存是必不可少的。

三、主板

一臺(tái)電腦的穩(wěn)定性和兼容性，一大部分是看主板的，一款優(yōu)秀的主板不僅需要擁有上等的用料和優(yōu)良的做工，還需要擁有合理的走線設(shè)計(jì)，那些沒有技術(shù)實(shí)力的三、四線主板廠家生產(chǎn)的主板，多數(shù)是采用公版走線，而且用料非常差，穩(wěn)定性不堪一擊，這種類型的主板，筆者建議寧愿不買電腦也不要配這種主板，否則以后將會(huì)是個(gè)淘氣的祖宗。對(duì)于家庭用戶，主板方面一定不能省錢，預(yù)算夠的話最好能買個(gè)一線的主板品牌，如果預(yù)算實(shí)在不足，二線的主板是底線了，不要再往下選擇了，畢竟家用電腦是用來使用的，不是用來整天維修的。再談到主板的用料，筆者常常看到很多新手在配置主板的時(shí)候，貌似老鳥似的說某某品牌的主板好，某某品牌的不好，試問你知道它好在哪里么？不好在哪里么？這個(gè)就要看主板的用料了，雖然用料好的主板并不能代表一定是高檔主板，但最少能代表它的電氣性能出色。舉一個(gè)很簡單的例子吧：有A、B兩款主板，A主板的處理器供電濾波電容采用的是日系電容，B主板的處理器供電濾波電容采用的是臺(tái)系電容，那么基本上可以肯定的是：如果在電源輸出電壓的波動(dòng)范圍比較大的情況下，A主板就比較能耐得住，而B主板就很容易產(chǎn)生電容鼓包、漏夜等情況。不要小看這小小的電容，筆者從一個(gè)開維修店的朋友那里得知，來維修主板的人，有80％的都是這幾個(gè)小電容損壞，究其原因，就是電源選擇的不好，導(dǎo)致了輸出電壓的不穩(wěn)定，久而久之最終導(dǎo)致這幾個(gè)小電容爆漿，并且詳細(xì)敘述了主板的品牌：“一線廠家的×碩牌主板就很少出現(xiàn)這種情況，但同樣為一線廠家的×星牌主板，經(jīng)常遇到！原因就是前者的大部分主板使用的是日系電容，而后者的大部分主板為了省錢，選用的是臺(tái)系電容！”廠家的廣告不能信，宣傳也不能信，看到一個(gè)產(chǎn)品的廣告之后，你所能相信的唯一一點(diǎn)就是：地球上有這么個(gè)產(chǎn)品的存在！然后其他的就統(tǒng)統(tǒng)都不能信了！網(wǎng)上有好多所謂的“評(píng)測”文章，都是槍手寫的，基本上沒有任何參考余地，只能作為一篇小說來讀，一款主板的真正性能，只有你自己使用了之后才能知道。廠家為了銷量、商家為了利潤，他們能把最最垃圾的主板宣傳為最頂級(jí)的產(chǎn)品，筆者曾經(jīng)就看到過一款四線品牌的主板廠商，在對(duì)其主流主板的廣告上說“最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、最精湛的工藝、最穩(wěn)定的性能”……結(jié)果一看報(bào)價(jià)：550元/塊……其他的話我也不想多說了，只想問問這家廠商：你這么垃圾的主板都用了三個(gè)“最”字，那么華碩的同芯片組主板，售價(jià)是你三倍的，應(yīng)該用什么詞語來描述了？？中國有一句古話：一分錢一分貨，說的非常正確！不要認(rèn)為價(jià)格高的主板就是暴利產(chǎn)品，從市場經(jīng)濟(jì)學(xué)上說，暴利產(chǎn)品是不會(huì)被市場所接受的，之所以他能存活到今天，而且售價(jià)依然是這么高，肯定有他的理由，他在做工用料方面肯定比其他品牌的要好很多，成本高所以售價(jià)高，在此，筆者奉勸大家一句：買主板千萬不要憑僥幸心理，認(rèn)為自己能花很少的錢買到很好的東西，只有錯(cuò)買的沒有錯(cuò)賣的，商家永遠(yuǎn)都比你精明！主板上面還是老老實(shí)實(shí)的多花點(diǎn)錢來買個(gè)一線產(chǎn)品吧，否則以后有你吃苦的時(shí)候！

四、硬盤

現(xiàn)在的電腦，硬盤的速度當(dāng)之無愧的成為了“第一大瓶頸”，無論你是再高的高手，配電腦的時(shí)候也無法消除這個(gè)瓶頸的存在，我們只有盡量的減小…再減小……。對(duì)于家用電腦的硬盤來說，容量和速度是兩個(gè)非常重要的參數(shù)，容量上而言，筆者建議：如果你的電腦只是上網(wǎng)瀏覽瀏覽、偶爾打打小游戲的，那么160G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇；如果你常常下載軟件或電影，那么250G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇，如果你是個(gè)下載狂人，那么400G的硬盤比較適合你；如果你有DV或者是經(jīng)常編輯大型的視頻文件，那么400G×2比較適合你，如果你是個(gè)玩HDTV的人，那么恭喜你，400G×4也許你都不夠用。對(duì)于硬盤容量上的選擇，你不能考慮現(xiàn)在是否夠用，你應(yīng)該考慮未來的1年里是否夠用，大概的公式是：現(xiàn)在需要的容量×3。也就是說，如果你現(xiàn)在感覺80G的硬盤差不多夠用了，那么你就需要買個(gè)250G的硬盤。如果你現(xiàn)在感覺120G的硬盤夠用了，那么就去買個(gè)400G的硬盤吧。硬盤另外的一個(gè)參數(shù)就是速度，受到內(nèi)部傳輸率等諸多因素的限制，一塊硬盤的實(shí)際傳輸速度是不可能達(dá)到它的接口速度的，現(xiàn)在的并口硬盤基本上都是ATA133了，串口硬盤也都是150了，但民用級(jí)硬盤的實(shí)際傳輸速度最快的也還沒突破66M/s，所以跟內(nèi)存相比，硬盤的速度是電腦中最大的瓶頸，那么怎么來減小這個(gè)瓶頸呢？于是人們就發(fā)明了RAID，就是磁盤陣列（當(dāng)然RAID不是僅僅為了這個(gè)而發(fā)明的），用兩塊一模一樣的硬盤來組成RAID0，速度理論上能提高1倍，雖然實(shí)際上是不可能達(dá)到1倍的，但至少能非常非常明顯的感覺到了硬盤速度的提升，筆者建議：如果你買的主板是帶有RAID功能的，并且你需要保存的數(shù)據(jù)不是很重要的話，那么強(qiáng)烈建議你在預(yù)算允許的情況下購買兩塊硬盤來組建RAID0，這將使你能親身體會(huì)到飛機(jī)與火車的速度差別！但最好是串口的，如果是并口的話，因?yàn)椴⒖谧叩氖荘CI總線，由于PCI總線上的設(shè)備比較多，所以速度不可能達(dá)到比較高的地步，但如果是串口的話，那么硬盤的速度提升將更加明顯！

五、顯示器

顯示器方面，筆者想澄清一個(gè)觀念：曾經(jīng)聽過非常多的人說液晶顯示器保護(hù)眼睛，因?yàn)闆]有輻射和閃爍……包括很多業(yè)內(nèi)人士都這么認(rèn)為的，其實(shí)錯(cuò)了，液晶顯示器比普通的CRT還要傷眼睛！因?yàn)閭劬Σ粌H僅是輻射和閃爍，還有對(duì)比度、亮度等參數(shù)，雖然液晶顯示器的輻射和閃爍比CRT要小的多，但它那要命的對(duì)比度、那要命的色澤度、還有那大于每平方米300cd的亮度，這些都會(huì)對(duì)眼睛造成很大的傷害，并且你即使將液晶顯示器的亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)到最低，也還是非常的刺眼。德國的一家權(quán)威機(jī)構(gòu)做過一項(xiàng)調(diào)查：液晶顯示器用久了會(huì)使人的眼睛感覺到疲倦，甚至頭痛等癥狀，而使用相同時(shí)間的CRT顯示器，卻基本沒有這些情況出現(xiàn)?，F(xiàn)在的通過TCO03認(rèn)證的CRT顯示器，其實(shí)外露的輻射已經(jīng)相當(dāng)小了，基本上對(duì)人已經(jīng)沒有多大的傷害了，閃爍感也可以通過調(diào)節(jié)刷新率來降低，筆者實(shí)在是搞不懂為什么很多人非要去選擇液晶顯示器，還非要說液晶顯示器不傷眼睛？？一個(gè)最差的17寸液晶顯示器的價(jià)格，能買一臺(tái)不錯(cuò)的、通過TCO03標(biāo)準(zhǔn)的19寸CRT了，顯示面積也差不多大，而且CRT又比液晶更保護(hù)眼睛，液晶顯示器唯一的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是占用空間小而已，其他的統(tǒng)統(tǒng)是缺點(diǎn)，為什么不選擇CRT呢？？說到TCO03標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在很多的號(hào)稱是通過TCO03認(rèn)證的顯示器，其實(shí)都是貼牌的，都沒有真正的通過，關(guān)于怎樣鑒別一臺(tái)TCO03的顯示器，網(wǎng)上已經(jīng)有很多文章可以搜索到，筆者在此不想過多敘述，只是提醒大家一點(diǎn)：一臺(tái)真正的通過TCO03認(rèn)證的顯示器，外表的顏色除了白色以外，是不會(huì)有其他顏色的了，因?yàn)門CO03認(rèn)證中有重要的一條就是外殼可回收性，而除了白色以外，其他的任何顏色都加了有機(jī)染料在里面，是不能作為回收利用的，這點(diǎn)請(qǐng)大家購買顯示器的時(shí)候一定要注意了！

六、電源

作為一臺(tái)電腦的動(dòng)力之源，電源質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到這臺(tái)電腦的壽命，在這點(diǎn)上筆者先要肯定一下品牌機(jī)廠商的做法了，在各大品牌機(jī)中，雖然其他配件可以用跛腳來形容，但所配的電源和機(jī)箱基本上都是不錯(cuò)的，功率雖然不是很大，但滿足它的配置是足夠了。而一些新手在配兼容機(jī)的時(shí)候，很多情況下都忽視了電源這一方面，結(jié)果導(dǎo)致的直接后果就是主板電容爆漿、硬盤損壞、顯卡電容爆漿等情況。對(duì)于電源來說，有很多參數(shù)去標(biāo)準(zhǔn)它，但對(duì)我們影響最大的兩個(gè)參數(shù)就是它的功率和輸出電流穩(wěn)定度，首先來看看它的功率：很多國內(nèi)的著名電源制造廠商，例如×河田、×國者等等品牌，都有嚴(yán)重虛標(biāo)功率的行為，他們