DEA技术应用.docx

1、DEA技术应用DEA技术应用作业一 班级：微电子1001 姓名：曾顺利 学号：1001050127 1产品研发文档内容项目管理文档 项目申请书。 项目任务书。 项目进度表及阶段成果报告。 结项报告书（研发报告书）。设计文档 PROTEUS仿真文件及仿真说明。 电原理图。 元器件清单。 印制板图。 硬件设计说明。 软件流程图。 软件清单。 软件设计说明。 结构设计图（示意图）。 装配（示意图）。 面板铭牌图。 包装设计图。 产品说明书。 合格证。 装箱单。工艺文档（简化） 工艺文件（概要）。 作业指导书（至少2道工序）。检验文档（简化） 检验文件（概要）。 产品依据的标准列表。 文档目录。2产品

2、研发文档格式、文档内容要求目录1. 解剖记录及说明2. 元器件清单3. 结构设计图（示意图）4. 文档目录5. 电原理图6. 印制版图7. 硬件设计说明8. Proteus仿真文件及仿真说明9. 项目建议书10. 项目任务书11. 项目进度表及阶段成果报告12. 结项报告书13. 软件流程图14. 软件清单15. 软件设计说明16. 产品说明书17. 面板铭牌图18. 包装设计图19. 合格证20. 装箱单21. 装配示意图22. 工艺文件（概要）23. 作业指导书（至少2道工序）24. 检验文件（概要） 1.元器件清单元器件清单产品名称序号元器件名称单位规格数量备注自主避障机器鱼1ARM芯片

3、 块ARM922红外传感器个433摄像头个130万44LED个45电池块9伏26电机台2说明：1.请认真填写，按实际情况允许缺项。表格位置不够时允许使用作业本续页，注意标记要清晰易辨认，方便老师批改。 2.辨认元器件时尽量在网上查找相关信息，充分利用学习机会。1. 结构设计图（示意图）结构设计图 单位：厘米尺寸：123编号：13修订：周涛日期：2013/5/21文件张数1文件存储：文件库绘图人员：李思结构图说明：采用标准国际化设计说明：1设计图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。2注意按要求填写文档登记区。3绘制结构图时可以做适当的简化，简化示意部分需征得老师同意。4结构图说明填写必要的绘图解释

4、，主要是说明哪些地方进行了简化。2. 文档目录文 档 目 录序号文 档 名编制人备 注1项目申请书韩兴会2项目任务书韩兴会3项目进度表及阶段成果报告韩兴会4项目进度表及阶段成果报告韩兴会5PROTEUS仿真文件及仿真说明韩兴会6电原理图韩兴会7元器件清单韩兴会8印制板图韩兴会9硬件设计说明韩兴会10软件流程图韩兴会11软件清单韩兴会12软件设计说明韩兴会13结构设计图韩兴会说明：本练习所有文档按顺序编写目录。3. 电原理图电原理图单位：厘米尺寸：32编号：24修订：周峰日期：李凯文件张数1文件存储：文件库绘图人员：吴五电原理图说明：未涉及显示部分说明：1设计图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。

5、2注意按要求填写文档登记区。3电原理图说明填写必要的绘图解释。4. 印制版图印制板图 单位：30，12尺寸：21编号：12修订：李四日期：2013/5/21文件张数1文件存储：文件库绘图人员：宋毅印制板图说明：原件为小功耗说明：1设计图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。2注意按要求填写文档登记区。3印制板图说明填写必要的绘图解释。5. 硬件设计说明一 设计名称：自主避障机器鱼二 设计者：韩兴会三 报告日期：2012年5月20日四 设计目标：机器鱼的自主避障功能是通过以ARM芯片、LINUX嵌入式系统、红外传感器等结合实现的。机器鱼在水中分别通过摄像头、红外传感器、LCD进行画面采集、自主避障和

6、画而显示。摄像头采集到图片后，图像被缓存于SDRAM中。ARM芯片通过红外传感器的AD管脚向发射器传送命令，使探测器的发射模块不断地向外发送红外线，当接收器接收到返回的红外线后会立刻通过AD管脚向ARM芯片传送与红外线返回的光强相应的电压，电压经过ARM芯片的AD转换器转变成十位的二进制数字量，通过一定的公式计算出此时与障碍物的距离。当计算出来的距离小于预设量时，ARM芯片的控制软件执行一个串行中断指令改变脉冲的脉宽即改变改PWM波的占空比变，进而改变机器鱼的游向从而避开障碍物。机器鱼具有机动性、高效性、低噪性等优点，所以高智能的机器鱼适合去完成如探测污染物质、绘制港口的实时立体图和对海底资源

7、进行探测等具有一定难度和危险的任务五 模块设计： 1 ARM芯片模块设计ARM处理器拥有1632Bit内核和具有450MIPS运算能力。400MHz的标准工作频率可满足高速的应用要求。ARM主芯片有内置数字摄像头接口，可选配130万像素CMOS号业摄像头进行图像采集。ARM处理器的外围扩展了64M的SDRAM和FLASH，ARM主芯片支持Linux、uCOS-II、WINCE等操作系统。ARM芯片高度集成，主芯片拥有CPU、Nand flash、Nor flash、Ethernet controller等资源。CPU内的所有可用资源可通过200pin引脚引出。接口核心板可以单独构成系统，无需外

8、围器件。嵌入式Linux (Embedded Linux)是指对标准Linux经过小型化裁剪处理之后，能够固化在容量只有几KB或者几MB字节的存储器芯片或单片机中。它具有成本低、源代码开放和移植性好的优点。在工程中得到了广泛的应用，适合于特定嵌入式的应用场合。2 红外模块红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波。它兼具可见光折射、反射、直线传播以及微波的贯穿一些不透明物质和较强的穿透的能力。红外传感器包括红外发射模块和红外接收模块。科学实验表明温度高于绝对零度的任何物体均可产生红外辐射，因此红外传感器要有更强的发射红外的能力。距离探测器的类型主要有激光探测器、视觉探测器、超声波传感器和红外传感

9、器。由于激光探测器和视觉探测器比较昂贵而且对控制器的要求很高，所以不选为机器鱼的避障器。超声波传感器测距范围一般在30300 cm，可见短距离测距是超声波传感器的盲区。能“看”到几米之外障碍物对于机器鱼的意义并不大，而红外传感器的测距距离一般在几十厘米之内，因此我们选择红外传感器作为机器鱼的避障器。GP2YOA21YK0F是夏普的一款距离测量传感器。它由PSD(position sensitive detector)、IRFD(infrared emitting diode)以及信号处理电路三部分组成。由于采用了三角测量方法，所以被测环境温度、物体的材质以及测量时间均不会影响传感器的测量结果的

10、精确度。接收到反射回来的红外线后，传感器输出一个与返回光强成正比模拟电压。输出的模拟电压经过ARM的AD转换器变成数字量，数字量传到MCU后以一定的算法计算出机器鱼与障碍物之间的距离。将探测的结果与预设值比较，若大于预设值则不执行中断即继续前进，否则执行中断进行避障模 3 摄像头模块为机器鱼配备的摄像头是CMOS数字图象传感器。采用的是Ommvision公司的OV9650，OV9650具有130万的像素、10Bit的数据接口与标准SCCB接口，其分辨率达1280x1024并采用CSP-28封装该摄像头用类似于IIc总线的Secb总线连接到ARM主芯片的IIc接口进行通信。在ARM芯片中，摄像头

11、的接口控制模块(CAMIF)由图像采集模块、视频预览尺度模块、模式混合模块、特殊功能寄存器(SFR)模块、码流尺度模块、视频预览DMA模块以及码流DMA模块构成。COMS摄像头OV9650输出的ITU-656格式视频码流，经CAMIF处理后，将采集到的视频码流成两路不同的格式进行传输，两路格式不同的信号分别进入不同的帧存储单元进行存贮，之后根据ARM控制器的指令通过视频DMA通道进行传输。 4 LCD模块LCD液品显示器是(Liquid Crystal Display)的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分

12、子改变方向，将光线折射出来产生画面。LCD有扭转式向列型(Super Twisted Nematic，简称STN)和薄膜式晶体管型(Thin Film Transistor，简称TFT)两种主流类型。因为TFT有反应速度快、可视角度大、色彩丰富、分辨率高、对比度、亮度高等优点，所以我们选择TFT的LCD。六 总体电原理图七 分模块电原理图 八 印制板图。九 印制板绘制说明。包括对元器件封装选择、布局、布线、布铜的说明。6. Proteus仿真文件及仿真说明Proteus仿真说明实验功能介绍：仿真机器鱼预计功能能否实现电原理图：输入信号、输出探测端描述：输入传感器信号，探测显示输出信号结果截图：

13、说明：1仿真文件是指PROTEUS运行本例所需文件，如：工程、原理图、ASM文件、LST文件等等。要求提交电子档。2填表不能缺项。实验功能介绍指本实验原理及功能、现象描述。电原理图指本实验所使用的电原理图。输入信号、输出探测端描述指在电原理图上所加的虚拟仪器相关的解释，重点是理由及预期效果。结果截图指图表仿真的结果截图。3认真填写，允许续页。7. 项目建议书项目建议书一、项目概况1.项目名称：自主避障机器鱼2.项目概要：随着科技的发展与进步，出现了具有特殊功能的智能机器，如索尼公司生产的能够以自我“意识”来“感觉”“学习”和“饲养”的宠物机器狗，以弗吉尼亚理工大学研制的CHARLI-L1机器人

14、为基础进行升级改造的SAFFIR的消防机器人等。机器鱼作为一项比较新的产品，涉及到机器鱼的智能开发并不深，因此机器鱼的智能化程度并不高，但随着机器鱼研究的加深，相信机器鱼的智能度会大大提高，功能也会更趋完善。目前的机器鱼类型主要有遥控机器鱼和语音控制机器鱼，例如曾在德国汉诺威电子展上展现的通过机器鱼体内收缩来提供动力的遥控式机器鱼和在西南民族大学诞生的国内首个的声控机器鱼等3.建议书产生情况：本项目建议书由韩兴提出，韩慧拟制，韩冰审核二、项目背景1. 产业背景随着科技的发展与进步，出现了具有特殊功能的智能机器，如索尼公司生产的能够以自我“意识”来“感觉”“学习”和“饲养”的宠物机器狗，以弗吉尼

15、亚理工大学研制的CHARLI-L1机器人为基础进行升级改造的SAFFIR的消防机器人等。机器鱼作为一项比较新的产品，涉及到机器鱼的智能开发并不深，因此机器鱼的智能化程度并不高，但随着机器鱼研究的加深，相信机器鱼的智能度会大大提高，功能也会更趋完善。2. 市场背景据调查显示同内涉及到具有自主避障与自主视觉功能的智能机器鱼的研究与开发并不多。由于技术等诸多原因我们选择了设计自主避障的机器鱼。由于机器鱼具有机动性、高效性、低噪性等优点，所以高智能的机器鱼适合去完成如探测污染物质、绘制港口的实时立体图和对海底资源进行探测等具有一定难度和危险的任务。由于国内涉及到机器鱼智能的开发程度不高，所以高智能的机

16、器鱼研发有较大的空间3. 技术背景目前的机器鱼类型主要有遥控机器鱼和语音控制机器鱼，例如曾在德国汉诺威电子展上展现的通过机器鱼体内收缩来提供动力的遥控式机器鱼和在西南民族大学诞生的国内首个的声控机器鱼等。4. 项目与本企业产业方向和发展战略的关系：本企业有相关的技术优势，科研团队强大.三、主要技术方案1. 总体技术方案:本产品主要分为ARM芯片模块，红外模块，摄像头模块，5 LCD模块等主要模块构成，可进行模块化的设计和生产 2. 关键技术及实现途径：关键在于鱼的动作设计和电池的续航能力 3. 技术可行性分析：运用软件进行动作分解可实现鱼的复杂动作，使用容量大的电池可提高鱼的续航能力。四、项目

17、实施所需的资源和条件1.企业实施项目的优势：科研实力强大，市场渠道优质。2.资源及建设条件要求:需要10万元研发自己。3.项目对人才、设备、开发环境的要求：要求研发团队一个，及相关实验室。五、经费估算和资金筹措：10到15万元。六、项目的进度计划和阶段考核目标用三个月完成市场调研和产品研发，两个月的时间迅速抢占市场，成为行业主流企业。七、经济和社会效益分析1.成本和市场定价测算、项目实施后的新增产值、利税产品市场前景广阔，能实现较高产值2.项目对公司主流业务和发展战略的贡献能使公司抢占此方面的市场3.项目的社会效益分析为社会的深港探测事业做出贡献4.项目的敏感性分析八、结论意见 同意，可以研制

18、附表：必要的基础数据或说明资料8. 项目任务书封面内容： 项目任务书 编号：007 项目名称：自主避障机器鱼 项目负责人：王笨胖 审核：王贲 批准:王胖目录页 内容： 项目名称（规格、型号）：自主避障机器鱼 项目简介（性能、特点、国内外发展情况、市场需求） 机器鱼作为一项比较新的产品，涉及到机器鱼的智能开发并不深，因此机器鱼的智能化程度并不高，但随着机器鱼研究的加深，相信机器鱼的智能度会大大提高，功能也会更趋完善。目前的机器鱼类型主要有遥控机器鱼和语音控制机器鱼，例如曾在德国汉诺威电子展上展现的通过机器鱼体内收缩来提供动力的遥控式机器鱼和在西南民族大学诞生的国内首个的声控机器鱼等。 项目开发内

19、容（开发目标、主要功能及性能指标、市场需求）据调查显示同内涉及到具有自主避障与自主视觉功能的智能机器鱼的研究与开发并不多。由于技术等诸多原因我们选择了设计自主避障的机器鱼。由于机器鱼具有机动性、高效性、低噪性等优点，所以高智能的机器鱼适合去完成如探测污染物质、绘制港口的实时立体图和对海底资源进行探测等具有一定难度和危险的任务。由于国内涉及到机器鱼智能的开发程度不高，所以高智能的机器鱼研发有较大的空间 技术关键（难点）及实施方案（依据标准及有关技术条件） 关键在于鱼的动作设计和电池的续航能力 项目所需条件（设备、仪器、外协） 实验室 样机数量及项目进度（设计、评审、鉴定） 样机三个 项目人员情况

20、、分工及职责 王胖胖总设计 王笨笨软件 张三硬件 项目负责人签字： 王笨 单位领导签字： 王二 9. 项目进度表及阶段成果报告以完成上一阶段目标，下一阶段按计划进行。说明：1项目进度表请用PROJECT甘特图表截图表示。2阶段成果报告应包括阶段计划目标及完成情况，进行总结和说明。10. 结项报告书封面内容 自主避障机器鱼项目结项验收报告 项目名称： 自主避障机器鱼 项目经理： 李四 项目开始日期： 2013-05-21 项目结束日期： 2013-10-21 目录页内容：一、 项目概况（一）项目概况表（二）项目主要人员：张三 李四 王武二、 项目实施情况（一）项目进度;研发阶段（二）项目预算：3

21、0万元三、 成品实验情况：与立项时的目标相对比：实现立项目标。四、 投入产出分析：项目投产后的投资效益、经济效益指标考核分析，并与立项时的投资效益、经济效益评价指标进行对比:实现预期目标五、 项目的贡献，包括示范性及社会影响：使行业进入新的纪元，产生了良好的社会效应。六、 项目经验、教训总结:加强对市场的调研.七、 附件 自主避障机器鱼项目部 13 年11 月1 日11. 软件流程图 12. 软件清单即程序。每一段程序（含子程序）应包括程序头部分和程序主体部分。程序头至少包括： 名称: 自主避障机器鱼 作者：韩冰 最后一次修改时间：13年5月12号 程序功能描述：ARM芯片通过AD管脚对红外传

22、感器的发射模块传送命令。发射模块发射红外线，接收模块接收遇到障碍物反射回来的红外线，根据返回光强产生相应的模拟电压，经过AD转换器后变成十位的二进制数据量，通过一定算法计算出到障碍物的距离。ARM芯片判断计算出的距离与预设值的逻辑关系，根据结果判断是否进行避障。摄像头采集图片后，将图片缓存于SDRAM中，LCD读取数据并将图像显示出来 输入参量：红外信号输入 输出变量：图像输出 使用寄存器：寄存器1 使用堆栈：堆栈1，2程序主体包括： 语句序列：顺序，判断，循环 必要的标号:; 详细的注释13. 软件设计说明软件设计说明包括以下内容：一 设计名称: 自主避障机器鱼二 设计者：韩冰三 报告日期：

23、2013/5/21四 设计目标：使机器鱼能完成所有设计功能。五 模块设计：1 主程序流程ARM芯片通过AD管脚对红外传感器的发射模块传送命令。发射模块发射红外线，接收模块接收遇到障碍物反射回来的红外线，根据返回光强产生相应的模拟电压，经过AD转换器后变成十位的二进制数据量，通过一定算法计算出到障碍物的距离。ARM芯片判断计算出的距离与预设值的逻辑关系，根据结果判断是否进行避障。摄像头采集图片后，将图片缓存于SDRAM中，LCD读取数据并将图像显示出来。 2 红外模块在ARM的AD进行转换时，首先要对ADC控制寄存器进行初始化，选择进行转换的模拟输入端，进行AD转换，并从ADCDAT0读取转换结

24、果。探测的结果小于预设值时ARM芯片执行中断，改变PWM波的占空比使机器鱼转向进行避障，反之继续前进。 3 摄像头模块摄像头属于字符类设备，所以能够像字节流一样被程序访问，而且只能够按顺序读写。Linux内核程序通过设备的位号来寻找摄像头。Linux内核发送测试信号到地址0X9650，以检测摄像头是否存在。OV9650拥有多组寄存器，图像的输出编码方式和分辨率等参数取决于OV9650的寄存器。IIC (Inter Integration Circuit)是指内部整合电路，是常用的标准串行接口。系统是通过IIC总线对寄存器进行整体配置，所以此过程不会占用系统数据总线。考虑到图像传输的效率，所以摄

25、像头与ARM芯片之间的Data0Data7的通道仅用以传输图像数据。六 总体模块图：七 分模块流程图八 特殊说明：无14. 产品说明书一、概述机器鱼具有机动性、高效性、低噪性等优点，所以高智能的机器鱼适合去完成如探测污染物质、绘制港口的实时立体图和对海底资源进行探测等具有一定难度和危险的任务。二、主要技术指标项 目主要技术参数及规格长20厘米宽10厘米最高时速1KM像素130万3、 外型结构及接线说明：（外形安装尺寸图、接线图）4、使用说明安装好后，可直接进行遥控探测使用。5、储存不可进水，不可倒置6、运输空运7、维修直接与经销商联系媒体编号088旧底图总号2314844578标记数量更改单号

26、签字日期底图总号6627280626977韩冰1211689000拟 制李四使用说明书产品型号+文档编号审 核何磊会 签王武第 1 张共 1 张标准化萨利希版本1全套第 1 张15. 面板铭牌图面板铭牌图 单位：厘米尺寸：20，30编号：007修订：韩喏日期：2013/5/21文件张数1文件存储：绘图人员：李三面板铭牌图说明：具体制作时可缩减比例。说明：1面板铭牌图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。16包装设计图包装设计图 单位：厘米尺寸：50，80编号：009修订：闫鑫日期：2013/5/21文件张数1文件存储：绘图人员：王一包装设计图说明：色彩可适当改变说明：1包装设计图请放置在绘图区域，

27、尺寸不够请续页。2注意按要求填写文档登记区。3绘制包装设计图时可以做适当的简化，简化示意部分需征得老师同意。4包装设计图说明填写必要的绘图解释，主要是说明哪些地方进行了简化。17合格证合格证图 单位：20，20尺寸：200编号：0220修订：王三日期：2013/5/21文件张数1文件存储：绘图人员：李武合格证图说明：号码按实际制作说明：1合格证图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。2注意按要求填写文档登记区。3绘制合格证图时可以做适当的简化，但至少应包括：“合格证”字样、生产单位、产品名称、规格、生产日期等基本信息。18装箱单XXXX有限公司装箱单序号名称数量1机器鱼12合格证13说明书14发票15三包证明1装箱人：李冰公司盖章：说明：1名称栏填写装箱物品名称，包括说明书、合格证等。2产品除名称外，还可填写规格。3数量栏如有必要可加上单位。16. 装配示意图装配示意图 单位：厘米尺寸：60 12编号：121修订：李宁日期：2013/5/21文件张数1文件存储：文件库绘图人员：王启装配示意图说明：按步操作说明：1装配示意图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。2注意按要求填写文档登记区。3绘制装配示意图时图形可以做适当的简化，但必须带有必要、清楚的解释性说明，例如，零部件名称、安装顺序等