摘要：電子看版廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，文中介紹了一種新型基于arm嵌入式的工業(yè)電子看板。和傳統(tǒng)的電子看板系統(tǒng)相比，增加了刷卡認(rèn)證、視頻監(jiān)控、語音通話。其中語音通話增強(qiáng)現(xiàn)場的管理，并能實(shí)現(xiàn)廣播，給現(xiàn)場人員提供實(shí)時培訓(xùn)等功能。語音系統(tǒng)包括上位機(jī)及嵌入式兩部分組成，語音采用adpcm進(jìn)行壓縮并通過wifi傳輸，通過測試語音輸出清晰、沒有延遲。
關(guān)鍵詞：電子看板；嵌入式；adpcm；Wifi

     電子看板是看板管理和以計算機(jī)技術(shù)為主的信息技術(shù)相結(jié)合的一和管理工具。最初是豐田汽車公司于20世紀(jì)50年代從超級市場的運(yùn)行機(jī)制中得到啟示，作為一種生產(chǎn)、運(yùn)送指令的傳遞工具而被創(chuàng)造出來的。
    傳統(tǒng)的管理看板放在生產(chǎn)線上，實(shí)時顯示生產(chǎn)線相關(guān)信息一目標(biāo)產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量、合格率等。通過看板，管理者、生產(chǎn)者只要通過看板所表示的信息，就可知道流水線的各項(xiàng)生產(chǎn)情況。管理者根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的情況反映，對下線進(jìn)行整個生產(chǎn)調(diào)度和協(xié)調(diào)發(fā)布指令的系統(tǒng)。指令越是及時，越有針對性，那么其生產(chǎn)線每個環(huán)節(jié)的配合就更加默契，更有效率。筆者給出一種新型電子看板，除了傳統(tǒng)看板功能外，增加了刷卡認(rèn)證、視頻監(jiān)控、語音通話功能。

1 系統(tǒng)構(gòu)成
    系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

    匯總看板PC機(jī)，安裝Windows操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫。分布在各個工作組的電子看板硬件采用了以ARM2440為cpu的開發(fā)板。主頻400 MHz，軟件為linux操作系統(tǒng)。開發(fā)板上帶有128 M ram、64M Flash、聲卡、usbhost、串口等接口。
    嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成參見圖2所示。

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    無線網(wǎng)卡采用了rt3070無線網(wǎng)卡接入：USB接口。攝像頭為USB接口。嵌入式系統(tǒng)帶有聲卡、串口等接口。其中串口和IC卡讀卡器相連，獲取IC卡信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機(jī)，通過數(shù)據(jù)庫信息認(rèn)證并記錄相應(yīng)時間。
    各個組根據(jù)距離遠(yuǎn)近布置無線網(wǎng)絡(luò)。如圖3所示，實(shí)線部分為工廠有線網(wǎng)絡(luò)，虛線部分為無線網(wǎng)絡(luò)。

    下位機(jī)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、視頻實(shí)時向匯總看板傳輸，并可以通過聲卡傳送實(shí)時聲音數(shù)據(jù)。
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2 上位機(jī)程序設(shè)計
    語音傳輸采用單聲道，16位，8 000 Hz采樣頻率，每秒采集數(shù)據(jù)16 k。上位機(jī)程序使用delphi編寫，調(diào)用windowsAPI-WaveInOpen函數(shù)打開設(shè)備。并設(shè)置：
   
    調(diào)用waveInAddBuffer獲取聲音數(shù)據(jù)，得到的聲音數(shù)據(jù)采用自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制。該算法中對量化步長的調(diào)整使用了簡單的映射方法，對于一個輸入的PCM值X(n)，將其與前一時刻的X(n-1)預(yù)測值做差值得到d(n)，然后根據(jù)當(dāng)前的量化步長對d(n)進(jìn)行編碼，再用此sample點(diǎn)的編碼值調(diào)整量化步長，同時還要得到當(dāng)前sample點(diǎn)的預(yù)測值供下一sample點(diǎn)編碼使用。通過此算法可將樣點(diǎn)編碼成4bit的碼流，一個符號位和3個幅度位。該算法編解碼簡單只進(jìn)行相減、查表運(yùn)算。對CPU要求不高。
    壓縮的數(shù)據(jù)通過idudpclient控件傳輸。參考代碼如下：
    idudpclient 1．host：=IP
    idudoclient 1．port：=PORT
    idudoclient 1．SendBuffer
    idudpclient控件brodcastenable屬性可以打開廣播。采用廣播方式，所有下位機(jī)都可以接收到上位機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)包。
    Delphi使用IdUDPServer控件監(jiān)聽端口讀取下位機(jī)聲音數(shù)據(jù)，解碼調(diào)用waveOutOpen()，
    waveOutPrepareHeader()，wave()utWrit()播放聲音。程序流程參如圖4所示。

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3 下位機(jī)程序設(shè)計
    下位機(jī)為分布在生產(chǎn)線或者車間內(nèi)的管理看板。采用linux操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)下把硬件作為一個設(shè)備文件。文件位于dev目錄下，文件名為dsp，讀取聲音使用read函數(shù)，播放使用write函數(shù)。下位機(jī)軟件同樣啟動兩個線程一個監(jiān)聽相應(yīng)的端口獲取壓縮后的聲音數(shù)據(jù)并解壓播放，另外一個線程采集聲卡數(shù)據(jù)壓縮后傳送。
    1)首先打開設(shè)備文件：
    fd=open(“／dev／dsp”，oflag)；設(shè)置采樣位數(shù)、頻率等。
    2)建立線程1：pthread_create。
    建立udp網(wǎng)絡(luò)連接sockfd()
    讀取聲卡：
    read(fd，inbuf，sizeof(inbuf))；
    3)adpcm編碼并傳輸
    4)建立線程2
    建立udp網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)聽端口，獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，解壓縮。
    寫入聲卡設(shè)備：
    write(fd，outbuf，sizeof(outbuf))；
    程序流程參如圖5所示。

4 結(jié)束語
    通過實(shí)踐，新型管理看板能實(shí)時、準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場的情況。改善了生產(chǎn)及管理信息傳遞性，并且改善了傳統(tǒng)監(jiān)控的模式，看板安裝方便，無須考慮布線可以根據(jù)已有的無線路由自適應(yīng)組網(wǎng)。此外聲音廣播及上下位機(jī)實(shí)時語音通話方便了管理人員及操作人員。