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1、1目 录第一部分：1.1 PCI 总线.41.1.1 PCI 总线的基本结构.41.1.2 PCI 总线 A/D 卡的通用结构.51.2 A/D 卡的采集、存储和显示程序.61.2.1 A/D卡的采集的基本原理.61.2.2 实验结果与分析.61.3.3设计程序.91.4结果分析.9第二部分：中文摘要.10英文摘要.111 引言.121.1 车牌识别技术的研究背景.121.2 国内外研究现状.121.3 车牌识别系统研究目的及意义.131.4 别系统的构成.131.5 论文内容安排.142 车牌图像的预处理142.1 预处理技术概述.1422.2 图像的灰度化.152.3 图像的二值化.172
2、.4 边缘检测.182.4.1 Canny 算子.182.4.2 Roberts 算子.192.5 本章小结.223 车牌定位.223.1 常用的车牌定位算法.223.1.1 基于纹理特征的车牌定位223.1.2 基于数学形态的车牌定位243.2 本章小结.264 字符切割.264.1 车牌字符切割方法.264.2 本章小结.285 字符识别.285.1 字符识别概述.285.2 车牌字符识别特点.295.3 基于模板匹配的字符识别算法.305.4 实验分析.315.5 结果分析.326 设计评述323附录 A 车牌识别程序34参考文献.4741.11.1 PCIPCI 总线总线1.1.1 P
3、CI 总线的基本结构：PCI，外设组件互连标准(Peripheral Component Interconnect) 一种由英特尔（Intel）公司 1991 年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达 10 个遵从 PCI 标准的扩展卡。最早提出的 PCI 总线工作在 33MHz 频率之下，传输带宽达到 133MB/s(33MHz * 32bit/s)，基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求，1993 年又提出了 64bit 的PCI 总线，后来又提出把 PCI 总线的频率提升到 66MHz。目前广泛采用的是 32-bit、33MHz 的 PCI 总线，64
4、bit 的 PCI 插槽更多是应用于服务器产品。从结构上看，PCI 是在 CPU 和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲，能在高时钟频率下保持高性能，适合为显卡，声卡，网卡，MODEM 等设备提供连接接口，工作频率为 33MHz/66MHz。 PCI 总线系统要求有一个 PCI 控制卡，它必须安装在一个 PCI 插槽内。这种插槽是目前主板带有最多数量的插槽类型，在当前流行的台式机主板上，ATX 结构的主板一般带有 56 个 PCI 插槽，而小一点的 MATX 主板也都带有 23 个PCI 插槽。根据实现
5、方式不同，PCI 控制器可以与 CPU 一次交换 32 位或 64 位数据，它允许智能 PCI 辅助适配器利用一种总线主控技术与 CPU 并行地执行任务。PCI 允许多路复用技术，即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。 由于 PCI 总线只有 133MB/s 的带宽，对声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余，但对性能日益强大的显卡则无法满足其需求。Intel 在 2001 年春季的 IDF 上，正式公布了旨在取代 PCI 总线的第三代 I/O 技术，该规范由 Intel 支持的 AWG(Arapahoe Working Group)负责制定。2002 年4 月 17 日，
6、AWG 正式宣布 3GIO1.0 规范草稿制定完毕，并移交 PCI-SIG（PCI 特别兴趣小组，PCI- Special Interest Group）进行审核。开始的时候大家都以为它会被命名为 Serial PCI(受到串 5行 ATA 的影响)，但最后却被正式命名为 PCI Express，Express 意思是高速、特别快的意思。 2002 年 7 月 23 日，PCI-SIG 正式公布了 PCI Express 1.0 规范，并于 2007 年初推出 2.0 规范（Spec 2.0），将传输率由 PCI Express 1.1 的 2.5GB/s 提升到 5GB/s；目前主流的显卡接
7、口都支持 PCI-E 2.0。1.1.2 PCI 总线 A/D 卡的通用结构：图 3.1 PCI 总线控制器桥接电路高速数据传输在PCI 总线和本地总线之间进行,设计者只需设计本地总线接口控制电路,外部设备可挂接在本地总线上,即可实现与PCI 总线的高速数据传输。本模块为PCI 数据采集模块,可对4 路单端输入的模拟信号并行采集,输入信号幅度为10 V ,AD 分辨率为12 b ,总采样率为400 k ;另外提供4 路脉冲信号的测量,信号输入幅度也是10 V ,输入信号频率5 MHz ,比较电平为1 V。根据要求设计的系统的原理框图如图3 所示,系统由PCI 接口电路、FPGA 逻辑控制电路、
8、脉冲比较电路、A/ D 转换电路和信号调理电路几个部分组成。工作原理是模拟信号通过信号调理电路(前置电路) ,经过滤波放大处理后,送到A/ D 转换器,被A/ D 转换后的数字信号送入FPGA 进行缓存和处理,所得数据通过PCI 总线接口电路传入上位机(计算机) 。为简化电路、提高集成度、增强系统的抗干扰能力,4 路模拟信号共用一片AD7864 。该芯片是高速率、低功耗、4 通道、12 位A/ D转换器,他可以同时对4 路模拟信号进行采样,通过内部的选择器以分时复用的方式将信号量化输出。6在设计中,FPGA 主要负责与PCI9030 本地总线间的通讯以及A/ D 转换器的数据传输和系统各部分之
9、间逻辑和时序的控制。这些控制是在Quartus 开发系统中进行设计的,采用VHDL 语言和原理图输入法相结合的方式完成。图3.2 数据采集系统原理框图1.21.2 A/DA/D卡的采集、存储和显示程序卡的采集、存储和显示程序1.2.1 A/D卡的采集的基本原理：运行时的数据并送给PC机，通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析，以此判断当前运行设备的状况，进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置，在其系统软件设计中，多采用单任务顺序机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性、实时性要求很高的数据采集装置来说是不允许的，因此有必要引入嵌入式操作系统。下面以/为操作平台，基于系列处理器，对一种高性能的数据采集系统开发进行探索。1.2.2 实验结果与分析：781.3.3设计程
