大幅面CCD光电扫描仪硬件电路系统的设计与实现

发布时间：2017-07-15 23:05

  本文关键词：大幅面CCD光电扫描仪硬件电路系统的设计与实现

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【摘要】：随着技术的不断发展和进步,很多行业需要不同类型的专用扫描设备,尤其针对测绘、交通、城市规划、纺织印染业、博物馆、工程制图等需要将大幅面图纸、布料等进行扫描存档的专业领域。大幅面扫描仪作为扫描仪领域一个十分重要的分支,其应用需求首先出现在专业领域,由于其独特的优点,从而慢慢推广到更多的行业领域。一些企业的档案部门开始购置相应的软硬件设备,对部分馆藏大幅面档案或建设施工图纸进行数字化处理,为企业生产和发展服务,同时为今后实现档案信息化做准备。大幅面CCD光电扫描仪是一种高精度光电设备,其涉及光学、机械、电路、软件、算法等各个领域,开发大幅面扫描仪具有相当的难度,而大幅面扫描仪的大部分技术一直被国外垄断,因此打破该垄断有利于提高产品竞争力,填补国内在该研究方向上的空白。论文从大幅面CCD光电扫描仪的应用背景、市场前景和本课题硬件系统的设计和实现的意义出发,首先对大幅面扫描仪的系统框架和整体性能做了简要介绍,并介绍了大幅面CCD光电扫描仪硬件系统中扫描光源、线阵相机、光电传感和运动控制系统,以及图像数据存储和传输系统等模块的主要功能。然后从设计方案确定、关键芯片选型、电路设计、光学设计、逻辑设计等方面对上述模块进行详细的设计。最后对主要硬件模块进行了详细测试,同时对大幅面扫描仪整机也进行了整体性能测试,测试结果表明系统性能已经达到了设计要求。本项目设计的硬件电路系统应用于馈纸式大幅面CCD光电扫描仪工程样机,其最大扫描幅面可达40英寸。同时,据我们所知,目前国内尚未见到类似产品的报道。掌握大幅面CCD光电扫描仪的关键技术,有利于打破国外垄断,降低产品成本,提升产品的竞争力。
【关键词】：大幅面扫描仪 CCD 光电设备
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 大幅面CCD光电扫描仪分类与关键技术简介12-14
• 1.3.1 扫描仪系统分类12-13
• 1.3.2 大幅面CCD光电扫描仪主要模块13-14
• 1.3.3 大幅面CCD光电扫描仪关键技术14
• 1.4 本文主要研究内容及结构安排14-17
• 第二章 大幅面CCD光电扫描仪系统介绍17-29
• 2.1 系统框架及设计要求17-20
• 2.1.1 大幅面CCD光电扫描仪系统框架17-18
• 2.1.2 大幅面CCD光电扫描仪系统性能18-20
• 2.2 扫描仪光源模块20-22
• 2.3 扫描仪相机模块22-23
• 2.4 光电传感和运动控制系统23-25
• 2.4.1 光电传感系统23-24
• 2.4.2 运动控制系统24-25
• 2.5 数据存储和传输系统25-28
• 2.5.1 数据存储系统25-27
• 2.5.2 数据传输系统27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 大幅面CCD光电扫描仪硬件电路设计29-57
• 3.1 光源模块的设计29-40
• 3.1.1 大幅面扫描仪LED选型29-32
• 3.1.2 大幅面扫描仪LED光源的电路设计32-36
• 3.1.3 大幅面扫描仪LED光源的光学设计36-40
• 3.2 线阵CCD相机组件设计40-45
• 3.2.1 图像传感芯片选型40-41
• 3.2.2 模数转换芯片选型41-42
• 3.2.3 线阵CCD相机电路设计42-44
• 3.2.4 线阵CCD相机图像预处理44-45
• 3.3 光电传感系统的设计45-48
• 3.3.1 纸张传感器选型45-46
• 3.3.2 纸张传感器功能设计46-48
• 3.4 运动控制系统的设计48-51
• 3.4.0 电机型号选择48
• 3.4.1 电机驱动电路设计48-51
• 3.4.2 电机驱动功能设计51
• 3.5 数据存储系统的设计51-54
• 3.5.1 数据缓存芯片选型51-53
• 3.5.2 数据缓存功能设计53-54
• 3.6 数据传输系统的设计54-56
• 3.6.1 USB 2.0 传输协议54
• 3.6.2 USB驱动芯片54-55
• 3.6.3 USB硬件电路设计55-56
• 3.7 本章小结56-57
• 第四章 系统调试和测试结果57-68
• 4.1 光源模块的测试57-60
• 4.1.1 电路模块测试57-58
• 4.1.2 光学部分测试58-60
• 4.2 线阵CCD模块的测试60-63
• 4.2.1 CCD时序60
• 4.2.2 AD时序60-61
• 4.2.3 相机的白平衡功能61
• 4.2.4 相机的平场校正功能61-63
• 4.3 光电传感系统的测试63-64
• 4.4 运动控制系统的测试64-65
• 4.5 整机效果的测试65-67
• 4.5.1 幅面的测量65-66
• 4.5.2 分辨率的测量66-67
• 4.5.3 扫描速度的测量67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 论文结论68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 靳展;刘铮;林玉池;;光电传感器特性参数测试系统的设计[J];传感技术学报;2012年12期

2 孙婷婷;王玉霞;;浅谈大幅面扫描仪[J];信息与电脑(理论版);2010年08期

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本文编号：546124