Методика выполнения индивидуального задания

Индивидуальное задание

По дисциплине«Автоматизированные системы почтовой связи»

На тему: «Разработка алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения устройств идентификации почтовых отправлений»

Выполнил:

Студент 4 курса

Группы ПЗ-17

Мошняцкий Геннадий

Одесса 2014

Задание на индивидуальную работу

2.1. В соответствии с техническими условиями (ТУ) (приводятся ниже) выполнить расчёт разрешающий способности считывающего устройства (СУ) лицовочной метки (ЛМ), письменной корреспонденции (ПК) в поле считывания и числа элементов дискретизации её полей.

2.2. В соответствии с результатами расчётов по пункту 2.1 разработать структурную схему алгоритма (ССА) обнаружения ЛМ с учётом заданного в ТУ числа элементов забеления и зачернения полей ЛМ.

2.3. В соответствии с разработкой ССА по пункту 2.2 выполнить разработку формата микрокоманды (МК) и микропрограмму (МП) обнаружения ЛМ для реализации УС выполненного по схеме конечного автомата второго рода (с памятью).

2.4. В соответствии с разработкой ССА, ФМ и МП по пунктам 2.2 и 2.3 выполнить разработку функциональной и принципиальной схем СУ – устройства обнаружения ЛМ.

Технические условия

2.1 Геометрическая модель ЛМ включает три белых и два чёрных поля штрихового кода (ШК) (параметры полей даются индивидуально):

– ширина первого белого поля l _{бп 1} =2, 75 мм _;
– ширина первого черного поля l _{чп 1} =1 мм. _;
– ширина второго белого поля l_бп2=1, 25 мм _;
– ширина второго черного поля l_чп2=1, 75 мм _;
– ширина третьего белого поля l_бп3=1 мм _;

2.2. Ширина линии символа: l_зн=0, 25 мм _;
2.3. Тип серии интегральных микросхем (для разработки принципиальной схемы), К555;
2.4. Число элементов забеления – 3 элемента.
2.5. Число элементов зачернения – 2 элемента.

Содержание пояснительной записки

3.1 Постановка задачи.
3.2 Расчёт, разрешающий способности СУ и числа элементов дискретизации полей ЛМ
3.3 Разработка структурной схемы алгоритма обнаружения ЛМ
3.4 Разработка программного обеспечения.
3.5 Разработка аппаратного обеспечения.
3.6. Заключение

Методика выполнения индивидуального задания

4.1 Изучить методы расчёта технических характеристик считывающих устройств ПОМ, а также специфику расчета числа элементов дискретизации видеосигнала считывания ШК, необходимой разрешающей способности считывающих устройств в поле считывания, применительно к разработке алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения устройств идентификации ПО в почтообрабатывающих машинах [1, 2, 3].
4.2 В соответствии с ТУ разработать геометрическую модель (ГМ) лицовочной метки ТУ.
4.3. Выполнить расчёт числа элементов дискретизации [3]полей ЛМ (три белых поля, два чёрных поля).
4.4. В соответствии с рассчитанными значениями числа элементов дискретизации ЛМ выполнит разработку ССА с учётом заданного числа элементов забеления.
4.5 В соответствии с разработанными ССА выполнитьразработку формата микрокоманды и микропрограммы обнаружения ЛМ.
4.6 В соответствии с разработанной структурной схемой алгоритма и микропрограммой выполнить разработку функциональной схемы устройства обнаружения (УО) ЛМ по схеме конечного автомата второго рода и тригерной схемой принятия решения.

4.1АСПЗ – ПОМ установок и комплекса сортировки ТП, а также работотехнические системы включают в себя множество периферийных устройств и механизмов, так как накопители, сбрасывающие устройства коммутации потока, устройства считывания, фотоэлементов датчика и др., число которых может достичь сотен и тысяч. Поэтому управление устройством и комплексы АСПЗ строятся по принципу децентрализованного (рассосредоточенного) управления, при котором часть функций управления выполняются периферийными и информационно-вычислительными системами (ИВС) по передаваемым в них директивами (подпрограмм) из центрального вычислительного управления комплексов (УВК), а результаты выполнения директив передаются в УВК. Такой принцип рассосредоточенного управления позволяет повысить быстродействие управления (контроль состояния управления объектов) и формирование управления воздействий на исполнительные органы машин и механизмов. Снизить требования к программному аппаратному обеспечению, а также квалификации технического персонала (программистов) в виду того, что в качестве периферийных ИВС применяются относительно простые устройства на микропроцессорах и жесткой логике, разработка которых включает в себя следующие основные этапы:

- разработку математической модели, обеспечивающий расчет числа уровней дискретизации аналоговых сигналов в цифровые датчики контроля для обработки ИВС с целью формирования управляемых воздействий;

- разработку алгоритмического обеспечения, например, распознавание лицевой метки в индивидуальном задании;

- разработка программного обеспечения, реализованного структурной схемы алгоритмов (ССА);

- разработка аппаратных средств реализации алгоритмов и программ в виде технологического устройства.

4.2 Для разработки математической модели в соответствии с техническими характеристиками лицовочной метки почтового индекса (ПИ) разрабатывается его геометрическая модель (рис.1)

Рис. 1 – Геометрическая модель почтового индекса.

4.3 Расчёт, разрешающий способности СУ и числа элементов дискретизации полей ЛМ

Для расчета числа элементов дискретизации видеосигнала считывания лицовочной метки (ЛМ) рассчитывается необходимая разрешающая способность считывающего устройства в поле считывания и на 1 мм поля считывания, которая, соответственно, определяется в виде:

где

Принимая минимальную ширину линии символа , необходимая разрешающая способность в поле считывания:

Разрешающая способность на 1 мм поля считывания:

Число элементов дискретизации пяти полей метки (в данном случае, 2 черных и 3 белых) составляет:

Разработка структурной схемы алгоритма обнаружения белого поля1приведена на рис.2

Рис.3 - Структурная схема алгоритма обнаружения белого поля 1 и черного поля 1

Разработка программного обеспечения для белого поля 1 представлена в табл. 1

Табл. 1- Разработка программного обеспечения для белого поля 1

		Условие перекл.	Адрес тек.мк	Адрес след.мк

4.6 Функциональная схема обнаружения лицовочной метки (ЛМ) на «жесткой логике» приведена на рис. 4

Рис. 4 - Функциональная схема обнаружения лицовочной метки (ЛМ) на «жесткой логике»

В данной работе рассматривается аппаратная реализация периферийного ИВС на «жесткой логике», который выполнен по схеме конечного автомата II-го рода (с памятью) реализующую функции обнаружения ЛМ. Основными функциональными узлами периферийной ИВС является:

- микропрограммная память (ПЗУ) для записи микропрограмм;

- регистратор микропрограммы, формирующий адрес текущей микрокоманды;

- тригерная схема для записи разнесенных во времени, в процессе работы функцию обнаружения полей ЛМ и схема принятия решения обнаружения ЛМ.

Взаимодействие элементов функциональной схемы: видеосигнал (ВС) поступает от считывающего устройства ЛМ на схему его дискретизации (преобразуется значение «0» в «1») ДД2 555ПАТ3 (схема &), которая осуществляется подачей на II-й вход схемы ДД2 тактовых импульсов (ТИ) синхронизации устройства. Сформированным таким образом цифровой ВС используется в качестве условия перехода (УП) и поступает в качестве адреса. Текущий адрес микрокоманды формируется регистратором микрокоманды ДД1, при этом начальный адрес («1») формируется на выходе ДД1 путем установки регистратора в «0» состояние по входу «R» сигналом «ПУСК» через схему ДД4 (схема «1») 555 ЛМ1 или значение Fотк через II-й вход схемы ДД4. При этом текущий адрес микрокоманды подается на адресные входы ПЗУ – PROM.

В течении импульсов синхронизации адрес следующей МК формируется на выходе регистра и поступает на входы ПЗУ и обеспечивает выполнение следующей МК. Аналогично выполняются все МК. При этом на информационных выходах ПЗУ формируются, при выполнении соответствующей МК, формируются сигналы обнаружения полей метки Fбп…Fбп3 (каждый в течении 1 импульса синхронизации), а также Fотк. В виду того, что сигналы обнаружения полей формируются в разное время, в виду последовательного сканирования метки лучом сканера, то для принятия решения об обнаружении полей метки и метки в целом применяются тригерные схемы ДД5…ДД9, которые устанавливаются сигналом «ПУСК» или Fотк через схему ДД4 в «0» состояние по входу R каждый, а при поступлении сигнала обнаружения поля устанавливается в состояние «1». Это обеспечивает в случаи обнаружения всех полей метки подачи сигнала «1» на все входы устройства принятия решения ДД10 (схема &) 555ПА1В8, которая в таком случаи формирует на выходе сигнал обнаружения ЛМ Fотк.

Аналогичную процедуру можно реализовать на микропроцессоре или персональном компьютере, если обнаружение полей вводится в порт ПК, однако это требует разработки программы и более высоких затрат на аппаратное обеспечение.

Вывод

В данном индивидуальном задании мы изучили методы расчёта технических характеристик считывающих устройств ПОМ, а также специфику расчета числа элементов дискретизации видеосигнала считыванияШК, необходимой разрешающей способности считывающих устройств в поле считывания, применительно к разработке алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения устройств идентификации ПО в почтообрабатывающих машинах. Разработалив соответствии с ТУ геометрическую модель (ГМ) лицовочной метки ТУ. Выполнили расчёт числа элементов дискретизации полей ЛМ (три белых поля, два чёрных поля).В соответствии с рассчитанными значениями числа элементов дискретизации ЛМ выполнили разработку ССА с учётом заданного числа элементов забеления. Выполнили разработку формата микрокоманды и микропрограммы обнаружения ЛМ. Выполнили разработку функциональной схемы устройства обнаружения (УО) ЛМ по схеме конечного автомата второго рода и тригерной схемой принятия решения.

Литература

1. Верхова Г. В., Соколов В. П., Ястребов А., С. Техническиесредстваавтоматизациипочтовойсвязи: Учебн. для вузовсвязи. – С. Пб.: Изд. «Политехника», 2007. – 344 с