《机械制造基础》课程实践报告-基于matlab上位机的自动捕捉装置

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1、《机械制造基础》课程实践报告机械工程学院机械电子工程XX班指导老师：XXX2014年11月18日27目录一．系统总体设计3（一）设计目标及完成功能3（二）系统结构设计3二．详细设计4（一）人员任务分配4（二）各子功能设计5串口通信设计8微控制器电机控制设计9电路设计11三．使用说明11四．测试11模式二进行测试：12附件一：模式Ⅰ电脑端程序（Matlab2014A版）13附件二：模式Ⅱ电脑端程序（Matlab2014A版）16附件三：微处理器电机控制程序（AT89C52RCKeil编译）1927一．系统总体设计（一）设计目标及完成功能设计搭建一个小型机电系统。由伺服电机、微处理器、无线图传模块

2、、蓝牙模块、图像采集器、个人电脑组成。在不同模式下实现如下功能：模式一，运动跟踪：在电脑端实时显示视频采集器的视频信息。对图签采集器视野范围内的物体运动进行捕捉。控制图像采集器对目标进行跟踪，使目标保持在采集器视野中心。模式二，动态监控：在电脑端实时显示视频采集器的视频信息。在视频浏览窗口，通过移动鼠标控制采集器采样角度。（二）系统结构设计1.信息流设计计算机单片机舵机视频采集器无线图传蓝牙图1系统信息流2.各部分功能设计：计算机：信息综合处理。1.响应用户要求。2.接收无线图像信号。3.显示图像信息。4.根据用户不同要求和图像信息计算控制数据。5.发送控制信号。27蓝牙模块：数据传输。1.接

3、收计算机控制信号。2.将收到信号发送给单片机。单片机：信息处理与控制。1.接收控制信息。2.处理接收信息。3.电平输出，控制舵机运动。舵机：运动执行。1.执行控制命令，调整图像采集器空间状态。视频采集器：采集视频信号。1.采集器与舵机固定连接。2.将采集的信号传送至无线图传模块。无线图传模块：传送图像信息。1.接收采样信息。2.传送采样信息至电脑端。二．详细设计（一）人员任务分配XXX：模式二电脑端程序编写，项目报告汇总。XXX：微处理器串口程序编写，幻灯片制作。XXX：模式一电脑端程序编写、微处理器控制程序编写，幻灯片制作。27XXX：元件安装、固定，小组讨论记录。（二）各子功能设计模式一一

4、、概述通过采集一定时间差的两帧图像，然后将其做差运算，将所得数据处理之后便可知道视野中有无运动物体‘二、具体实现Step1：捕获图像主要函数：getsnapshot(vid)图像a图像bStep2：将所得两组数据作差Step3：二值化所得图像，以便后续处理主要函数：im2bwStep1：作差所得图像step2：二值化所得图像27Step4：对数据处理后，求出移动区域范围及其质心主要函数：regionprops最终所得结果模式二任务：1.在制定窗口处于激活状态时，获得鼠标实时窗口坐标。2.按照要求处理获得坐标，生成发送数据。3.按要求发送生成数据至下一模块。任务目的：支持实时控制监视视角的功能，

5、为后续控制伺服电机提供依据。环境：Matlab运行环境。实现原理：任务1.1.创建Matlab下的窗口，获得句柄。2.设置窗口大小及其他参数。3.绑定鼠标移动事件，通过系统调用获得鼠标坐标信息。任务2.271.将获得的坐标按比例缩放。任务3.1.将处理后数据，延时发送。详细：1.任务二中，最大输出值20，按比例缩放。2.考虑参数的传递和系统性能，将坐标计算部分放置在定时处理中。3.优化用户体验，设置无效区，在该区域内的鼠标坐标无效，发送使电机停止的数据。4.延迟发送控制数据，降低系统负荷。5.不能在鼠标事件处理例程中进行延时操作。6.使用定时事件代替延时操作。7.设置窗口关闭事件例程，清理系统

6、资源，增强健壮性。8.对更新速度快的鼠标坐标资源用定向传送代替global声明，降低切换开销。9.鼠标事件分为鼠标移动事件，鼠标点击事件a)鼠标移动事件：i.获得鼠标坐标。ii.使用‘UserData’属性，定向传送坐标。b)鼠标点击事件：i.直接发送串口控制信号。ii.考虑到使用频率低，串口句柄由global标识符导入。10．定时事件a)检查坐标信息。b)若信息有效，进行比例缩放。C)若信息无效，进行置位。d)通过串口发送控制信息。11.窗口关闭事件a)获取各资源句柄。27b)清除各资源。C)退出程序。图2模式二电脑端流程图串口通信设计要实现在线控制单片机，就需要与单片机相互传输数据。这样就

7、会用到通信。实现数据传递给单片机有串行通信，并行通信等，并行通信传输速度快，串行通信速度较慢，但是相对并行通信其传输成本较低。我选择使用串行通信实现数据传输，整体过程是：首先编写接收数据程序，将程序下载至单片机内部，使得单片机可以接收数据，且接收到数据后执行一个操作（比如点亮一个LED灯，代表27数据传输成功）；然后通过串口助手，发送数据给单片机；观察灯亮/灭。关于串口通信参数设置：串口通信必须要