基于STM32的车牌识别系统设计与实现

目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 第一章绪论1.1课题背景在我们的日常生活中，接触到了很多关于电子科技的技术。在电子科技交通领域中，有很多技术都在无形中加入我们的生活，如图像处理技术，自动检测技术等。对于道路交通应用到的技术，车牌识别系统是交通管理的主要技术。一套完整的车牌识别系统，可以给我们的日常生活带来规范，从而能够使交通事故更少的发生，给我们的出行带来顺畅，给我们的日常生活带来方便。所以车牌识别系统目前是一个交通管理必备的技术，因此本文对车牌识别系统进行了研究与实现。1.2研究意义2020年是我国经济发展一个重要的时间点，经济的快速发展给各个行业都带来了无穷大的可能。而电子科技的快速发展也带动了人类生活水品的提升。当今的社会离不开电子产品，当前我国正处理经济持续发展的重要时期。而家庭生活水平逐年提升，因此私家车普及也是一种趋势。REF_Ref19071\w\h[1]但私家车的增加有利也有弊，在给我们的出行带来顺畅、给我们的日常生活带来方便的同时，也给我们的日常交通带来压力。在这种情势下，随之而来的就是各种交通事故的发生和违章后逃逸的事件发生，所以仅仅依靠人力的交通设施和交通系统已经不能解决现在存在各种各样的道路事故。2020年也是全世界艰难的一年。面对疫情，每一个国家都进入了疫情防控。我国在疫情期间的防控措施也是相对严格，对于武汉封城，不允许人和车辆上街，违反的人员将会得到法律的制裁。所以相关道路机关会根据每个街道的监控对车辆的活动进行监督，若有违反规定者，就会进行车牌识别再根据车牌信息找到车主进行审查。车牌识别系统的应用前景很广泛，用法也简单可靠。它不但用于道路交通监控，而且也用于小区和停车场方面的管理、收费站管理系统、车流统计、车牌验证和移动车载系统等方面。小区和停车场方面的管理小区和停车场车牌识别管理系统是对出入车辆的监控。进出的车辆会被车牌系统识别，并通过网络传输，识别出来的车牌信息发送到管理系统中登记，这样的流程不仅节省了人力保证了人员的安全，也节约了进出登记时间，大大提升了效率。交通道路的监控在道路交通的检测部门中，每天都会出现大量的违规车辆。对于那些列进“黑名册”中的车辆，比如那些肇事过后逃逸的车辆、那些已经挂失过的车辆和那些欠费过的汽车等，我们通常可以将这些车的车牌用摄像机录制成视频记录下来。如果通过人工识别并比较车牌号码，这样会导致工作的效率会比较低，而且容易出现错误；如果应用车牌识别系统，给定一个车牌追踪目标，系统就会对摄像头监控下的车辆信息进行自动扫描。对于车牌号码识别之后做比较并处理，如果符合条件就立刻报警。收费站管理系统我国在2019年推出高速公路全面实行ETC交费，车辆进出收费站，不管是桥梁，或是高速公路，隧道等地方，对于车牌识别系统的要求相对比较严格。车牌识别系统可以大大减少平常收费系统工作量较大和人工容易产生疲劳等等的不足，也可以减少劳动的强度，节省了大量物力和人力。同时，对于ETC收费系统还能够节省司机的大量开车时间。因此在收费站，车牌识别系统是一种高效率、高质量的东西，可以提高生活物质水平。车流统计、车牌验证和移动车载系统车牌识别系统可以用于对车辆流量统计。当交通路道处于比较复杂的路段，出现塞车或者车辆处于超速状态时，系统会根据捕获到的车辆信息记录发送到服务端，服务端再发送到对应车牌车主绑定的客户端。所以车牌识别的问题已经成为了交通工程领域中重点研究课题之一。REF_Ref19251\w\h[2]同时，车牌识别的基本方法我们还可运用到其他的识别和检测领域。总而言之，车牌识别系统既方便使用又快捷调用，在需要时随时调出来加以分析，从而找到车主对应的信息再做相应的处理，而且这样可以省去不少人力物力。所以车牌识别在道路监测和道路控制中的作用很重要，研究车牌识别的意义自然也很切合实际。1.3国内外研究现状目前，随着计算机技术的发展，电子识别领域也在不断进步。针对车牌自动识别，数字图像处理方法是最常见、最快捷的方式。而车牌识别系统讲究识别速度和识别精度。因此，针对这项技术，国内外在数字图像处理领域也是注入了不少人力和时间，关于车牌识别的研究报道也很多。从1984年开始，国外很多国家都已经运用此类车牌识别系统产品了，包括美国、德国、意大利、英国、新加坡等国家。由此可见，在当时，国外就已经有相当成熟的技术产品并开始投入使用。这说明车牌识别技术产品已经被各国广泛运用，恰巧也说明在日常生活中起到便民利民的价值作用，不管对企业或者是个人都有一定好处。这无疑是一项实用的技术，在未来科研学术研究上也具有一定借鉴作用。近年来，我国紧跟互联网信息时代的潮流，对于车牌识别这样一个潮流的技术，我国也有很多的企业和学者对这方面技术感兴趣，并且对此深入研究。由于我国的在电子科研技术方面的研究相对于国外来说起步较晚，因此在车牌识别这方面的技术研究也需要大量的时间去探索、琢磨，研究到一定的技术程度才能更被广泛使用。在此之后，通过运用车牌识别技术系统，我国车辆进出口数量和销售额都呈上升趋势，由此可见，车牌识别技术愈来愈被广泛使用。为此，对于车牌识别技术这方面逐渐成为每个学者研究的热点课题。我国科学院自动化研究所的刘智勇教授曾发表过一系列的文章，针对车牌识别系统设计了一个函数更全面展现识别的特点。进而也产生了“汉王眼”这款产品。前有古人，后有来者。之后也有很多知名大学，如西安交大、上海交大、清华大学等在这方面下功夫深入研究，并取得了不错的研究效果。依赖着潮流的车牌识别技术，当时很多公司也都脱颖而出，制造出很多相关技术的产品流向国内市场。因为文化差别和文字差别，我国的汽车牌照识别系统不能照搬国外的技术。在借鉴国外领先技术的同时，也得拥有自己国家实际应用的设计方法和在实际应用中复杂情况的应对。在实际应用中，尽管我国自主研究的车牌识别产品的识别能力可以达到90%以上，但是这些产品的系统在获取牌照时对环境要求较高，对于复杂的环境存在一定噪音时，识别率很低。出现识别精度低、识别时间过长等不足，因此我国的车牌自动识别系统还存在很大的发展空间。我国在这一领域的研究仍然很活跃，在我国的经济和科技能力不断增强下，相信不久的将来我们国家会拥有适合国家国情，属于我们国家成熟而先进的车牌识别系统。关于车牌识别技术，国外在这一领域研究的要比中国早得多。早在21世纪初有关的专家就提出把图像处理技术和嵌入式技术结合起来进行探讨一系列的算法。对于国外领先的科技，我国应抱着积极的态度去借鉴国外技术，也应该有着明确的目标去铸造自己国内切合实际的技术产品。不同的是，中国车牌的情况比外国的更为复杂些，因为添加了汉字内容。不过在许多高校的专家在这一领域已研究出了如彩色分割自动识别等许多取得了突破性的成果。1.4论文结构安排本次论文内容章节有以下6部分：绪论，首先对车牌识别系统的课题背景与研究意义进行分析，其次讲述了国内外研究现状。讲述车牌识别控制系统相关技术，分析了嵌入式技术、图像处理技术，介绍了它们的优点和在车牌识别中的功能以及应用。最后对车牌识别的整个系统方案进行描述。硬件系统设计，描述了整个车牌识别系统的整体硬件系统框架并详细介绍了STM32F103RBT6最小系统板、OV7670摄像头模块、TFT显示屏模块，并分析了它们的优点以及使用场景。系统软件设计，介绍了软件开发环境，描述了STM32控制器的软件架构以及车牌识别所用到的图像处理方法相关代码的编写。车牌识别系统测试，把已完成的车牌识别系统进行了功能的测试，测试内容包括摄像头、显示屏、单片机以及系统稳定性测试等。总结与展望，对本论文提出的设计进行功能上的总结并描述了本次设计所存在的不足，最后描述了对未来的希望。

第二章研究的相关技术2.1嵌入式技术近年来，嵌入式技术是一门在商业上、学术上比较受追捧的技术。它的发展迅速、应用广泛、操作简单，这也是它兴起的原因。众所周知，嵌入式产业涉及的范围很广泛，其特点也非常明显。嵌入式是一种计算机系统，是设备的一部分。而嵌入式系统是一个处理器控制板，用来控制程序储存在ROM中的嵌入式处理器控制板。REF_Ref19342\w\h[3]所以在目前的生活中，运用到嵌入式的产品比比皆是。比如手机、电脑、车辆，家居等拥有数字接口的产品。由一个程序来控制整个逻辑，这是大多数的嵌入式系统的组成运用，但是这不代表着全部，有些还包含了操作系统。大学课程介绍了大量嵌入式相关知识，其中介绍到它是软硬结合体，也就是软件和硬件相结合形成的一个概念。换言之，只要不是个人PC机的一切类计算机系统都会划为嵌入式。嵌入式系统的程序一旦烧写到终端，一般不会进行改变。具有功耗低、目的性强执行效率高等很多优点。嵌入式技术涉及到的领域很广，应用也很多。除了电子汽车行业之外，还有智能家居、工业生产、医疗技术等，应用最多的实属我们的国防领域。2.2图像处理技术数字图像处理是通过计算机对图像进行一系列处理的技术。REF_Ref19411\w\h[4]一张图像，不但要去除图像存在的噪音，而且要对图像进行增强和复原，要保证图像原来的真实性，还要对图像进行切割，提取图像原有的特征，这就是数字图像处理的流程。随着科技的发展，数字图像处理技术应用的领域相当广泛，对于生活中应用到的科技技术都是讲究精准和细腻的，所以对于图像处理的需求也愈来愈大。目前出现了各种各样的数字信号处理芯片，以及更多种类功能的GPU。本文采集图像用到的是OV7670模块，采用的图像处理技术包括了数据采集技术、图像的二值化、分割、模式识别等技术。对于图像的二值化，它的阈值是通过多次调试而得出最准确的阈值。图像的分割主要是对字符区域采用划线的方法进行统计分割。2.3系统方案本文设计的系统由三个部分组成：图像采集、处理和显示装置。本文采用基于ARMcortex-m3内核的STM32F103芯片作为设计平台，它具有较高的处理能力，可以进行比较复杂的计算，基本上可以满足设计需要。图像采集用OV7670摄像头。而显示装置是用TFT_ILI93412.8寸显示屏。系统模块框图如图3.1所示。图3.1系统模块框图对于上述框架，本文研究了基于STM32的车牌识别系统的研究与实现。本文从网上和书籍中阅读了大量关于车牌识别和字符识别算法的文献，还对图像处理技术进行了深入研究，对不同方式进行车牌识别做了功课，对STM32芯片比较熟悉。当摄像头对车牌图像进行处理后，再经过图像处理技术，对采集的车牌信息进行识别处理，成功识别到车牌时，车牌号码信息会被传输并显示到TFT显示屏。车牌区域识别、字符分割两者均采用根据跳变点划线的方式来对字符的边界以及车牌区域进行确定。摄像头采集到图像后进行扫描测试，获取摄像头像素的值，再根据屏幕纵向240方向跳变点的显示点数，分析跳变点；而车牌测定就根据屏幕横向320方向跳变点的显示进行分析。两个方向分析完毕后，就会对字符进行分割，分割后就可以进行字符的识别。软件流程框图如图3.2所示。图3.2软件流程框图

第三章硬件系统设计3.1最小系统设计STM32核心板的5V引脚接着供电引脚，系统的供电为DC5V。通过稳压芯片，在STM32核心板上将5V的供电电压转换为3.3V电压。3.3V电压在STM32核心板的引脚输出。3.3V作为供电电压被STM32芯片、OV7670摄像头和TFT液晶屏幕引用。本文处理器选用的是STM32F103RBT芯片，具备ARMCortex-M3内核的32位高性能嵌入式微控制器。芯片优点如下：性能高、成本低ARMCortex-M3有高性能的特征，REF_Ref19633\w\h[5]采用哈佛结构，分支预测，运行速度更快。而且它拥有密度更高的代码密度，因为它釆用的是Thumb-2指令集。丰富的片上资源STM32具有丰富的引脚，内部配置了FLASH存储器与SRAM。还有着诸多通信接口，例如USB接口、连接摄像头传感器的接口、I2C总线、USART串接接口、SDIO等。超低功耗当中央处理器处于低压电源状态下运行时，该模式可以自动改变，以降低电源的功耗，并确保中央处理器在高性能和低功耗模式下运行。所以STM32的芯片具有电压调节器可以对电源进行调节功能。最小系统的电路包括了电源电路、时钟电路和下载调试电路。REF_Ref19741\w\h[6]本系统采用带滤波的电源电路。稳压芯片用AMS1117-3.3，它性价比高，既能够符合适用系统，足够系统性能使用，价格对于我们学生也不贵。进行滤波后，为系统提供了3.3V的稳定直流电压。而采用LC（无源）和RC（电阻电容）相互结合的滤波电路，目的是为了获得较为理想的直流电压，作用是过滤掉电源电压的脉动成分。图3.1STM32主板对于STM32单片机，有5个时钟源能够给用户提供去使用。用户配置以后，要知道是使用了哪个时钟源提供的时钟。经过查阅资料，我采用的方法是：分析是内部RC、外部晶振、外部的振荡器中的具体的哪一个时钟。并且对单片机进行16倍频，是为了能够解决处理速度的问题。系统使用外部8MHz晶体提供系统时钟。LSE时钟可以驱动RTC实时时钟，LSI时钟可以驱动IWDG看门狗时钟和RTC实时时钟。为了时钟电路的正常工作，晶体振荡器的输入端和输出端分别与20pF电容器相连。此外，8MHz晶体振荡器的220Ω串联电阻是为了防止晶体振荡器被过度驱动。图3.2单片机原理图3.2图像采集处理在系统适配度、性能和性价比上经过对比后，系统采用OV7670摄像头。OV7670摄像头功耗低，可以与本系统的其他硬件搭配；在性能上，摄像头自带影像处理器和具备VGA摄像头的操作功能。并且具备的传感器技术，是摄像头的亮点，它可以完善甚至可以完全修复如托尾、浮散等光学以及电子缺陷。本系统采用的OV7670摄像头带FIFO芯片。除此之外，OV7670摄像头还有不带FIFO芯片的型号。下面介绍这两种芯片的工作原理：图3.3不带FIFO不使用FIFO的方法虽然在实际运行中更加直接、简洁，并且能够提高代码的运行效率，但是由于硬件方面的阻碍，导致其配置时较使用FIFO的方法更加难以实现。比如，普通单片机的时钟频率一般在12MHz以下，而COMS芯片的时钟速率最高能够达到24MHz，在实际使用的时候单片机的IO口需要进行倍频处理才能够达到使用要求。除此之外，降低COMS的运行速度同样也能实现器件的信号采集功能。但是，需要在程序中设置COMS的外部晶体振荡器、内部PLL电路、像素时钟速度、帧速度等寄存器，如果COMS降频后不能匹配单片机对应的倍频，那么还需要设置单片机的时钟频率来实现COMS的功能。由于配置的过程较为复杂，往往会因为少设置一些关键的信息而导致COMS最后不能正常运行，而且降低频率还会导致图像采集的失真问题，所以这种方法也不建议去使用。在一些高级的单片机上，虽然拥有速度极快的处理器，还有较大的内存和自带的相机模组，并不需要进行FIFO处理，但是本项目并不需要如此高级的配置，昂贵的价格同时增加了不必要的成本，这种方法也不建议去使用。图3.4带FIFO使用FIFO的方法则是用到了FIFO作为数据的缓冲。优点在于，采集数据容易，实验时我们不需要去了解详细的数据是怎样采集的，也不用去认识CMOS的先后顺序和怎样控制。就只要明白是怎样读取就可以了。但是FIFO在功能上不会定位读取数据，所以不可能有真正的数据处理能力。对比上面两个方法，可以看出带FIFO的方法操作比较简单。所以实验中采用了OV7670带FIFO摄像头。在输出VGA图像时，摄像头的输出速度最高为30帧/秒。因为STM32主控芯片在输出8位影像数据的时候，不但可以有多种方式去处理图像，也会有得到多种分辨率的图像数据。图3.5为OV7670摄像头。图3.5摄像头实物图图3.6摄像头原理图3.3系统设计显示处理要想将采集到的车牌图像信息以及识别结果得以显示，系统就必须有显示部分。本系统的使用2.8寸的TFT显示屏作为显示模块。显示屏默认8位的数据长度，同时它支持16位长度的数据，只要将一个0欧电阻连接在R11引脚，就可以使用16位。显示屏还支持240*320像素的RGB565格式。对于显示屏的驱动程序，只要在相应的LCD_Driver中更改对应的宏定义便可。彩色图像相比于黑白图像的特点就是数据量特别大，倘若选择数据长度为8位的接口的这种方式，传输速度就会比数据长度为16位的并行接口方式慢很多，所以不采取这种方式。图3.7TFT显示屏实物图图3.8TFT显示屏原理图

第四章软件系统设计4.1STM32开发环境介绍本论文使用KeilforARM集成开发环境进行程序的编写和调试。该软件是携带C\C++编译器、项目管理器、ARM汇编器以及连接器等，为单片机的开发和调试提供软件上的支持。当我们进行源码调试的时候，调试器识别hex文件才会进入下一步。而标准的hex文件是由abs文件通过OH51转换而成的。除此之外，下载调试也可以用仿真器直接去下载调试。KeilforARM在进行大量代码编写上，具有高级语言的易读性和可维护性。图4.1keil5开发界面4.2STM32的ARM-Cortex的软件架构介绍STM32是一款嵌入式微控制器，ARM-cortex作为其内核有着核心处理的作用。因为STM32内核的软件接口标准是处理器的硬件抽象层，所以当用户使用接口标准时，操作方便，开发者也可以减少冗余的代码。并且在软件框架中也有着重要的作用，不会受到不同厂家生产差异的影响，降低了程序开发中的外界因素，使得软件开发者的开发界面完全透明。4.3车牌识别系统软件具体设计4.3.1图像采集图像采集是整个系统流程的第一步。本文3.2介绍了OV7670摄像头，使用摄像头采集了一个320*240像素大小的图像。图像由STM32单片机读取，数据经过处理后显示在TFT显示屏。REF_Ref19963\w\h[8]OV7670摄像头模块的FIFO芯片，可以对图像进行暂时的存储。其特点也是对数据的采集速度快，精度高，有效降低了处理器的负担。图像采集过程的主要函数如下：OV7670_Gpio_Init();//OV7670引脚初始化Data_Image_Capture();//图像采集函数4.3.2二值化分析二值化是图像处理的核心步骤。二值化分析首先会对原来的多个灰度值的彩色图像变换成能够呈现出图像局部特征的黑白二值化图像。一般采取的方法是选择一个合适的阈值。然后图像经过二值化处理后，就会得到更为简单明了的图像。屏幕也会将我们需要的那部分图像突出并显示出来，把车牌之外的图像给模糊化，这样的过程也提高了图像处理的效率。对每个像素进行二值化处理设定R、G、B的阈值这个过程承上启下。通过二值化处理，将像素值分为全黑0x0000和全白0xffff两种。与此同时，在显示屏上会出现红色的跳变点，这些分析出来的跳变点，为接下来切割出有效车牌提供了切割范围。 部分程序如下：if((R>R_a)&&(G>=G_a)&&(B>=B_a)){//二值化 color=0xffff;}else{ color=0x0000;} if(color!=color_1){//与跳变点比较//该行跳变点计数+1TableChangePoint_240[a]++; } 4.3.3识别车牌区域车牌定位是对于系统识别方法最后能否成功地被识别出来，其结果起着举足轻重的作用。也正因为这样，许多国内外的专家很早就开始关注这一问题了。针对这一问题，国内外的专家经过独特的思考和试验后，提出了各种各样的解决方法和算法。经过查阅大量的资料，解决车牌定位这方面的技术大概可分为两种。其中一种方法就是在二值化后的黑白图像上做一系列的处理。另外一种方法是利用颜色空间距离和相似度对车牌的底色的颜色进行分割，基于边缘颜色对车牌图像进行提取和定位。REF_Ref19963\w\h[8]图4.1跳变点分析图车牌区域出现了约15个以上的跳变点，是通过二值化分析后呈现出来的。根据跳变点的波动分析，可以确定车牌区域的位置。如图4.1所示，左边的红色标记点是每一行的跳变点数。在这个系统程序中，跳变点数大于15。当连续线上有15个以上跳点时，车牌上边沿就是跳变点开始波动的位置，车牌下边沿是跳变点结束波动的位置。然后通过RGB-HSV颜色转换，识别出车牌的左边沿和右边沿。根据边沿位置，得到了精准的车牌位置。部分函数如下：voidChangePoint_Show_240();//240方向跳变点显示{for(a=0;a<240;a++){//显示对应的横向跳变点 //跳变点显示，红色标记 LCD_DrawPoint(TableChangePoint_240[a],a,0xf800);//跳变点个数（阈值）设定 if(TableChangePoint_240[a]>=15){//显示达到阈值标准的点 for(b=35;b<40;b++){ LCD_DrawPoint(b,a,0x6666);//Green } } }}240方向跳变点显示函数建立参考线，纵方向划三条绿色的线，分别是在横坐标为10、20、30处划线，目的是为了以后画点使用。如果这一行的跳变点是10个就在这条线画一个红点。划绿线的程序如下：for(a=0;a<240;a++){//建立参考线10、20、30LCD_DrawPoint(a,Min_ChangePoint_240,0x001f); LCD_DrawPoint(10,a,0x63<<5);//10 LCD_DrawPoint(20,a,0x63<<5);//20 LCD_DrawPoint(30,a,0x63<<5);//30 }240方向跳变点显示函数之后执行240跳变点分析函数，主要是通过这个函数分析出车牌区域的上边界和下边界。首先进行240方向上的扫描，通过跳变点阈值的分析获取车牌的上下限。再根据上下限横向画两条长的蓝色的线，标识车牌区域。部分代码如下：voidChangePoint_Analysis_240(){//240跳变点分析 Min_ChangePoint_240=240;Max_ChangePoint_240=0; for(a=0;a<240;a++)//240扫描，获取上下限值：Min_ChangePoint_240，Max_ChangePoint_240 { while(TableChangePoint_240[a]<=15) //阈值调节 { a++; } Min_ChangePoint_240=a; while(TableChangePoint_240[a]>15) //阈值调节 { a++; } Max_ChangePoint_240=a; if(Max_ChangePoint_240-Min_ChangePoint_240>=15){a=240;//连续性 }//向上微调3像素 Min_ChangePoint_240=Min_ChangePoint_240-3;//向下微调2像素 Max_ChangePoint_240=Max_ChangePoint_240+2; for(a=30;a<280;a++)//显示上界限 { LCD_DrawPoint(a,Max_ChangePoint_240,0x001f); } for(a=30;a<280;a++)//显示下界限 {//显示50,参考50像素位置处，车牌位置不要超过这根线，免得不能字符的归一化处理 for(a=30;a<280;a++) { LCD_DrawPoint(a,Min_ChangePoint_240+50,0xf800); } flag_MaxMinCompare=1;//判断合法性1：最小值>最大值 if(Min_ChangePoint_240>Max_ChangePoint_240){ flag_MaxMinCompare=0; }//判断合法性2： if(Min_ChangePoint_240==240||Max_ChangePoint_240==0) { flag_MaxMinCompare=0; }//判断合法性3： if(Max_ChangePoint_240-Min_ChangePoint_240<15) { flag_MaxMinCompare=0; }}4.3.4字符分割每个国家的车牌都有不同的使用规则，我国的车牌使用较其他国家的车牌使用更加规范和统一。我国的车牌上文字、字母、数字的长宽、空隙、大小，甚至小数点的排列都严格按照规定的比例标准去刻画的。车牌的整体长度为44cm，宽度为14cm。不计第2、3个字符中间的小圆点，车牌上共有7个字符，均为规则的印刷体字。除了军车、警车、教练车、领事馆车外，标准的民用车辆牌照均为7个字符。车牌首位为省名简称，是一个汉字，如粤、苏、辽等。次位为英文字母，接下来为英文字母或阿拉伯数字。其中每个字符统一宽度为4.5cm，高9cm，第二、三个字符间间距为3.4cm，中间小圆点1cm宽，小圆点与第2、3个字符间间距分别为1.2cm，其余字符间间距为1.2cm。在对图像的提取分离的过程中可能会出现干扰、噪音、文字之间断裂等现象，还有文字的部分内容出现了粘连或者显示不全、模糊的现象，这些问题都是由于摄像头、STM32电路板和TFT显示屏之间的连线产生的噪音导致的。并且在实际分析时，车牌定位不会精确定位到车牌的文字区域，在车牌的边框附近误差几个像素左右，比如车牌上的两个铆钉或者保险杠等干扰区域。下面对车牌进行切割。如果分析后根据边沿，里面的字符数为整个车牌，也就是8个完整的字符，则会更加精确切割出每个字符位置。在处理过程中，获取每个字符的左边界KL和右边界KR。如下图所示，垂直蓝线是每个文字的边界标记。字符分割，为下一个字符匹配准备通用参数。图4.2字符切割图4.3.5字符匹配字符分割后，进行归一化处理，逐个字符进行匹配。程序中的字符模板由模板提取软件提取，模板大小为24*50的单一像素。逐个字符进行匹配，以相似度值最大的对应字符作为输出结果并显示。车牌识别过程中的部分主要数组及函数如下：Stm32_Clock_Init(16);//初始化时钟Data_LCD_ColorChange();//车牌测定u8MoShiShiBie_All(u8begin,u8end)//字符匹配，模式识别,选择性匹配{ u16Compare_num,num_save; u8a,b,e,a_save,st1,st2,s1,s2; intnum1; for(a=begin;a<end;a++) //36 { num1=0; for(b=0;b<150;b++) { st1=table_picture[b]; st2=Table[150*a+b]; for(e=0;e<8;e++) { s1=st1&(1<<e); s2=st2&(1<<e); if(s1==s2)num1++; } } } }

第五章系统测试5.1测试目的系统测试是对项目进行详细的测试。一个完整的项目开发，就包括了测试，不但要对总体的软件和硬件的完成度进行开发和应用，来保证产品各方面的稳定程度和安全使用，减少厂商的不必要亏损，以及消费者的安全性。STM32F103FBT是系统的硬件部分。其内核的工作频率最高可以达到72Mhz。系统使用的OV7670摄像头像素有300000像素。当系统进行通电时，镜头对准用于测试的车牌。通过显示屏，可以实时看到摄像头采集的图像，并选择直角，使车牌信息完全在蓝框区域内。系统将进行自动识别、二值化、切割和识别。识别结果会显示识别的车牌号。识别出来的车牌信息将会被保存。页面会停留在识别出来结果的页面。测试环境是在室外晴天环境下进行，测试内容有以下三个方面：摄像头测试，测试摄像头不同距离的焦距变化、对车牌图像捕获的情况，判断摄像头采集的稳定性和清晰性。显示屏测试，测试显示屏和摄像头的连接稳定性和根据摄像头捕获的图像呈现的清晰性。电路板测试，测试芯片的电压转换是否正常、与摄像头显示屏之间连接的稳定性。图5.1实物图5.2摄像头测试车牌识别系统中，摄像头要对车牌进行采集。当设备通电后，摄像头内部对模拟信号进行处理、AD转换后，传输到屏幕上。在不同距离焦距不同清晰度不同。当测得摄像头与车牌距离1.5m时图像最清晰。测试结果与预期一致。不足的地方就是摄像头得手动变焦。5.3显示屏测试显示屏会显示实时的步骤。通电后，屏幕首先会初始化，会出现绿色和红色两个界面；第二会根据传输到屏幕上图像，显示屏有20秒的处理时间进行二值化分析出车牌区域；第三，显示屏图像静止，对车牌进行切割处理；第四把每个切割后的字符与取模的标准车牌模型进行比较，把相似度最高的字符输出；最后把车牌结果输出到结果界面。当20秒内取不到准确的车牌信息，会自动重新测试。测试结果与预期一致。图5.2屏幕显示流程图5.4单片机测试STM32F103RBT6作为主控芯片，将5V的供电电压转换为3.3V电压。电路板VSYNC引脚是摄像头帧信号引脚，接单片机引脚PC0中断，通过单片机中断来检测帧信号。使用前测试，测试结果一切正常。图5.3测试结果5.5系统稳定性测试系统稳定性测试是一个非常重要的测试过程。它能测试整个项目在运行时是否出现问题，每个产品生产前都会进行稳定性测试，如果系统稳定性差，那么说明该系统还有很多的不足，需要改进。本次进行了十二次测试。测试结果如表5.4所示。表5.4系统稳定性测试表测试测试环境预期结果实际情况结论备注第一次室外晴天系统正常运行，实现自动识别，识别结果与车牌号码一致与预期一致通过第二次室外晴天与预期一致通过第三次室外阴天与预期一致通过第四次室外阴天与预期一致通过第五次室外雨天与预期一致通过第六次室外雨天与预期一致通过第七次室内白天与预期一致通过第八次室内白天与预期一致通过第九次室内灯光与预期一致不通过摄像头捕获图像受灯光强度反射影响第十次室内灯光与预期一致不通过第十一次室内灯光与预期一致通过第十二次室内灯光与预期一致通过

第六章总结与展望6.1总结本文是基于STM32的车牌识别系统研究与实现，在整体设计方案中，根据硬件的性能和作用，结合软件的操作运行和方法的实现，完成了整个识别流程，成功达到了预期的效果。车牌识别系统对于目前的日常生活，随处可见。结合车牌识别带给生活的方便和缓解国家交通的压力，本文进行了研究与实现。整个系统从购买元器件、接线、焊接到调试，在摸索中一步步实现预想的功能。与基于FPGA或MATLAB的车牌识别系统相比，本系统的电路简单、功耗低、性价比高。6.2展望本文研究的基于STM32的车牌识别设计与研究，整体的功能和各个模块的运用经过各个步骤测试，都能够合理地运行和实现预想功能。但是和国家交通中使用到的车牌识别系统相对比，还有着很大的进步空间。本次研究和实现过后，还可以在精度上进行调优，在识别效率上进行提升，在功能上进行多样化。本系统的硬件方面，可以排除传统接线的复杂性，开发一块电路板，可以把STM32核心板、摄像头和显示屏连接起来。STM32F103RBT6的性能和储存空间不够强大，摄像头的像素和识别效率也是可以提升。想在日常生活中使用，就必须更换功能更加强大、性能更加高的硬件产品。本系统的软件实现方面，可以合理运用当前流行的编程语言和技术框架去优化代码，在图像处理上还有很大进步的空间去优化，才能在图像处理上提高效率。在算法上也还需进一步改进。识别的速度比较慢，除了接线的线长干扰外，和算法也是有很大相关。并且，在分析和切割这两部分效率很低，主要原因是前期的处理不够精密导致的，所以也要对前期的算法加以提升。其他方面，本文目前只能对蓝色车牌进行识别，后续还需要对黄色、白色车牌照进行研究，整合到目前系统中。功能上还可以增加GPS模块，并且可以与相关机关部门通过软件实现交互，并写进对应数据库进行备案。总而言之，车牌智能识别系统是一个既方便、实用又功能强大的系统；要想使该系统真正地应用到实际之中，还需要不断的完善，不断的创新！

参考文献谭山,郑芳.如何利用智能交通缓解城市拥堵[J].城市建设理论研究（电子版）,2014,000(032):1417-1417.张程.基于神经网络的复杂背景下的车牌识别系统的研究[D].2008.段里仁.再论智能交通系统(ITS)在我国道路交通管理中的应用[J].交通运输系统工程与信息,2001(03):14-19.章毓晋.图像工程上册：图像处理和分析[M].北京：清华大学出版社,1999.2.陈学保.车牌字符识别算法的研究[D].重庆大学.马俊莉,莫玉龙,王明祥.一种基于改进模板匹配的车牌字符识别方法[J].小型微型计算机系统,2003,(13):32.徐国强.车牌自动识别系统的设计与字符识别算法研究[D].成都:电子科技大学，2010,(30):52.刘祺,王银玲,吴林恒.基于STM32的图像采集与显示系统的研究与设计[J].数字技术与应用,2012,(15):35.

致谢毕业论文设计即将结束，这将意味着我在广东东软学院的学习生活即将画上句号。回想起在东软的日子，宛如发生在昨天，无忧无虑的校园生活，每天在课堂和同学们一起讨论学习内容，听着老师们教授的知识，生活中和同学们畅所欲言，都是我人生中最珍贵的回忆。在这里，我要感谢在学习过程中每一位默默支持我和帮助我的老师们、同学们以及家人们。首先我最想感谢的是我的论文指导老师郭鹏飞老师，他是一位耐心，认真负责的老师，在论文题目的确定、论文的任务书、论文的开题报告以及论文的撰写过程中，郭老师给予我悉心的关怀和耐心的指导，给我启发，也正是在他的指导和督促下，我的论文才能在这几个月里完成。同时我要感谢广东东软学院所有的任课老师以及大学四年一直对我们操碎心的辅导员陈注清老师，在我的学习和生活过程中，这些老师都很尽心、负责，在我们的成长道路上给予了我很大的帮助以及未来的就业方向上给予指引和经验指导，使我受益匪浅。还有我的同学们，在大学四年时间里，我们互相帮助，共同进步，有许多难忘的回忆。感谢陪伴我大学四年的同室友们，让我的大学充满温暖和欢乐。感谢我的父母，他们在生活中照顾我、在学习中默默的支持我。在论文撰写过程中，还有许许多多的人对我有莫大的帮助，学长学姐们的经验指导和宝贵的建议，教导我如何写好一篇论文，还有感谢很多提供论文写作的公众号，这都对我的论文研究成果有莫大的帮助，在此对你们表示深深的谢意，感谢一直以来对我的支持和鼓励，你们永远是我的精神支柱和继续前进的动力。

HYPERLINK如何选择组装电脑配件

如何选择组装的电脑配件．

第一，选择好CPU平台，就是INTER还是AMD，看你是要配什么样的电脑，高端还是低端的，两个平台都高低的产品。第二，选择主板了，主板的品牌比较多，质量，价格也不一，当你第一步却定了，那么主板也就相应的却定下来了，以INTER为例，只可以选择775接口的主板（早期有478接口的，不推荐），主板的选择主要有两种，一是集成显卡，二是不集成显卡。集成显卡的话，就可以省下显卡的钱，但是对游戏玩家不推荐。那么当然是选择不集成显卡的主板了，而且最好选择一线品牌，如华硕，技嘉等。主板里，还有个蕊片组的选择。关于蕊片组，各个品牌的主板命名有些不一样，主流是INTER965，945，915，VIA的KT890，还有NFORCE4，NFORCE5。等。比较难说清楚。最好是选择INTER的蕊片组，虽然价格会稍高一些。推荐945，技术比较成熟。第三，显卡的选择。显卡主要还是有两类品牌，GEFORCE和ATI，两个品牌有高，中，低的显卡。显卡选择要看你个人喜欢了，预算充足的话，最好是买中，高端的显卡。

第四，就是内存了，内存关系电脑的稳定性。当然是要好一点的。买一线品牌的。现在配电脑，主流是DDR667，DDR800DDR1333第五，显示器的选择，推荐液晶。如何选择硬件组装电脑这是一个老生常谈的问题了，这也是一个让高手们显示自己硬件功底的问题，同时这还是一个让很多新手为之焦头烂额的问题。该怎么配？具体配什么？怎样配才能尽量减小瓶颈？本文就将从内到外，从理论到实践，为朋友们抽丝剥茧一一道来。

一、CPU

作为一台电脑最关键的组成部分，CPU确实起着举足轻重的作用，但体现一台电脑的综合速度，并不是仅仅依靠CPU的，常常看到很多新手们在配电脑的时候，把CPU选的很好，但其他的东西诸如内存、主板、硬盘等都选的不太理想，好像这台电脑速度的快慢就体现在CPU速度的快慢上似的。甚至很多著名的品牌机厂商，都推出过类似“P4+256M内存”的这种跛脚配置。其实对于一般的家用电脑而言，一个真正会配的高手，是不会把大量的钱花在CPU上的。家用电脑，毕竟不是做密集型科学计算用的，它讲求的是多种媒体的配合工作，讲求的是能一边下载文件、一边上网浏览网页、一边听音乐、一边还能打开其他的程序，在这种情况下，提升内存的容量比提升CPU的主频对速度的影响要明显的多。现今的中国家庭用户，很多家长对于电脑一窍不通，他们只听说“奔四”代表着速度快，并不知道整机速度的快慢除了CPU以外，还有很多其他的因素影响着它。但在买电脑的时候，最后做决定并掏钱的人，往往都是这些啥都不懂的家长们，于是就出现了上面的一幕：品牌机厂商为了能有更好的销路、兼容机装机店的销售人员为了能拿到更多的奖金，开始违背良心来配置出这种高主频处理器、低容量内存的跛脚电脑。说严重点，这是属于对消费者的不负责任，是一种商业欺诈行为！同样5000元的配置，高手配出来的赛扬，比新手配出来的P4还要快很多，曾经有一家全球著名的硬件网站在2003年的时候刊登过一篇关于配置家用电脑时各硬件占用总预算百分比的文章，文中很明确的提到了CPU的价钱最好不要超过总预算的10％－15％，我们虽然不能说他肯定完全正确，但至少人家是通过很多调查后得出的结论，有借鉴的理由。反观现在的很多所谓的“低价奔四电脑”、“3999元买P4品牌机”之类的广告，我想说的就是：你花了3999元，只买了一块P4的处理器，其他的什么都没有了！

二、内存

对于配置一台电脑来说，内存是重头戏，容量、速度、类型等等每一项指标都对最终的整机综合速度起着至关重要的影响，尤其是内存的带宽和容量。对于内存带宽而言，很多人都认为400MHz、533MHz前端总线的赛扬四或P4，配单通道的DDR内存就足够了，双通道DDR内存是配合800MHz以上前端总线的P4处理器用的，其实这样就大错特错了，哪怕是最老的赛扬四，都需要双通道的DDR内存才能达到它的带宽！也就是说，你如果选择赛扬四1.8G，必须配合865以上的主板和至少双通道DDR200的内存，才能满足它的带宽要求！稍微计算一下就可以得知：赛扬四1.8G的前端总线是400MHz，它的内存带宽理论值是400MHz×64bit÷8＝3.2G/s，但当它装在845系列的主板上时，由于845主板的限制，即使你插上能符合它带宽要求的DDR400内存，也只能运行在DDR266上，这时的内存所能提供的带宽是266MHz×64bit÷8＝2.1G/s，比3.2G/s要小很多，即使你通过BIOS里的内存调节选项往上调节一档（也只能调节一档而已），让内存运行在DDR333下，所能提供的带宽也仅仅是333MHz×64bit÷8＝2.66G/s，离3.2G/s还是有一定的距离，而内存带宽的降低，能非常明显的降低整机的综合速度，运行任何程序都能明显的感觉出来！所以如果想满足赛扬1.8G处理器的内存带宽要求，你必须要为它配置865以上的主板和双通道的内存才行！P4亦是如此。很多人也许会问：那845系列的主板是配什么处理器的呢？我想回答你的就是：845系列的主板是属于“不能用”的主板，因为处理器永远比主板发展的快，当初Intel造出845系列的芯片组是为了能给当时的赛扬和P4提供一个过渡的平台，不至于让它们成为“没有主板配合”的处理器而已，也是为了能在低端市场分一杯羹，而现今865甚至9xx系列的主板横行的时候，845系列的主板确实是属于“不能用”的主板了，满足不了任何一款处理器的内存带宽，造成性能上的严重低下，试问这种主板你会选择么？即使配台2000多元的超低价电脑，也不要去选择845系列的主板，至少需要865以上的和双通道内存才行，因为内存带宽是一个非常影响系统性能的参数，倘若一味的为了省钱而配置845系列的主板，那就得不偿失了。

内存的容量方面，应每个人对电脑的使用方向不同，容量的要求也是不同的，现在配置的家用电脑，笔者建议：如果不打游戏，或者是打打扫雷、纸牌之类的游戏，平时注重于上网浏览或者是聊天、看电影之类的应用的话，内存容量不应该低于1G；如果是偶尔打打单机游戏或者是网络游戏，内存容量应该选择在2G左右，如果是经常打大型的游戏或是进行HDTV视频编辑等应用，那么4G的内存是必不可少的。

三、主板

一台电脑的稳定性和兼容性，一大部分是看主板的，一款优秀的主板不仅需要拥有上等的用料和优良的做工，还需要拥有合理的走线设计，那些没有技术实力的三、四线主板厂家生产的主板，多数是采用公版走线，而且用料非常差，稳定性不堪一击，这种类型的主板，笔者建议宁愿不买电脑也不要配这种主板，否则以后将会是个淘气的祖宗。对于家庭用户，主板方面一定不能省钱，预算够的话最好能买个一线的主板品牌，如果预算实在不足，二线的主板是底线了，不要再往下选择了，毕竟家用电脑是用来使用的，不是用来整天维修的。再谈到主板的用料，笔者常常看到很多新手在配置主板的时候，貌似老鸟似的说某某品牌的主板好，某某品牌的不好，试问你知道它好在哪里么？不好在哪里么？这个就要看主板的用料了，虽然用料好的主板并不能代表一定是高档主板，但最少能代表它的电气性能出色。举一个很简单的例子吧：有A、B两款主板，A主板的处理器供电滤波电容采用的是日系电容，B主板的处理器供电滤波电容采用的是台系电容，那么基本上可以肯定的是：如果在电源输出电压的波动范围比较大的情况下，A主板就比较能耐得住，而B主板就很容易产生电容鼓包、漏夜等情况。不要小看这小小的电容，笔者从一个开维修店的朋友那里得知，来维修主板的人，有80％的都是这几个小电容损坏，究其原因，就是电源选择的不好，导致了输出电压的不稳定，久而久之最终导致这几个小电容爆浆，并且详细叙述了主板的品牌：“一线厂家的×硕牌主板就很少出现这种情况，但同样为一线厂家的×星牌主板，经常遇到！原因就是前者的大部分主板使用的是日系电容，而后者的大部分主板为了省钱，选用的是台系电容！”厂家的广告不能信，宣传也不能信，看到一个产品的广告之后，你所能相信的唯一一点就是：地球上有这么个产品的存在！然后其他的就统统都不能信了！网上有好多所谓的“评测”文章，都是枪手写的，基本上没有任何参考余地，只能作为一篇小说来读，一款主板的真正性能，只有你自己使用了之后才能知道。厂家为了销量、商家为了利润，他们能把最最垃圾的主板宣传为最顶级的产品，笔者曾经就看到过一款四线品牌的主板厂商，在对其主流主板的广告上说“最优秀的设计、最精湛的工艺、最稳定的性能”……结果一看报价：550元/块……其他的话我也不想多说了，只想问问这家厂商：你这么垃圾的主板都用了三个“最”字，那么华硕的同芯片组主板，售价是你三倍的，应该用什么词语来描述了？？中国有一句古话：一分钱一分货，说的非常正确！不要认为价格高的主板就是暴利产品，从市场经济学上说，暴利产品是不会被市场所接受的，之所以他能存活到今天，而且售价依然是这么高，肯定有他的理由，他在做工用料方面肯定比其他品牌的要好很多，成本高所以售价高，在此，笔者奉劝大家一句：买主板千万不要凭侥幸心理，认为自己能花很少的钱买到很好的东西，只有错买的没有错卖的，商家永远都比你精明！主板上面还是老老实实的多花点钱来买个一线产品吧，否则以后有你吃苦的时候！

四、硬盘

现在的电脑，硬盘的速度当之无愧的成为了“第一大瓶颈”，无论你是再高的高手，配电脑的时候也无法消除这个瓶颈的存在，我们只有尽量的减小…再减小……。对于家用电脑的硬盘来说，容量和速度是两个非常重要的参数，容量上而言，笔者建议：如果你的电脑只是上网浏览浏览、偶尔打打小游戏的，那么160G的硬盘是个不错的选择；如果你常常下载软件或电影，那么250G的硬盘是个不错的选择，如果你是个下载狂人，那么400G的硬盘比较适合你；如果你有DV或者是经常编辑大型的视频文件，那么400G×2比较适合你，如果你是个玩HDTV的人，那么恭喜你，400G×4也许你都不够用。对于硬盘容量上的选择，你不能考虑现在是否够用，你应该考虑未来的1年里是否够用，大概的公式是：现在需要的容量×3。也就是说，如果你现在感觉80G的硬盘差不多够用了，那么你就需要买个250G的硬盘。如果你现在感觉120G的硬盘够用了，那么就去买个400G的硬盘吧。硬盘另外的一个参数就是速度，受到内部传输率等诸多因素的限制，一块硬盘的实际传输速度是不可能达到它的接口速度的，现在的并口硬盘基本上都是ATA133了，串口硬盘也都是150了，但民用级硬盘的实际传输速度最快的也还没突破66M/s，所以跟内存相比，硬盘的速度是电脑中最大的瓶颈，那么怎么来减小这个瓶颈呢？于是人们就发明了RAID，就是磁盘阵列（当然RAID不是仅仅为了这个而发明的），用两块一模一样的硬盘来组成RAID0，速度理论上能提高1倍，虽然实际上是不可能达到1倍的，但至少能非常非常明显的感觉到了硬盘速度的提升，笔者建议：如果你买的主板是带有RAID功能的，并且你需要保存的数据不是很重要的话，那么强烈建议你在预算允许的情况下购买两块硬盘来组建RAID0，这将使你能亲身体会到飞机与火车的速度差别！但最好是串口的，如果是并口的话，因为并口走的是PCI总线，由于PCI总线上的设备比较多，所以速度不可能达到比较高的地步，但如果是串口的话，那么硬盘的速度提升将更加明显！

五、显示器

显示器方面，笔者想澄清一个观念：曾经听过非常多的人说液晶显示器保护眼睛，因为没有辐射和闪烁……包括很多业内人士都这么认为的，其实错了，液晶显示器比普通的CRT还要伤眼睛！因为伤眼睛不仅仅是辐射和闪烁，还有对比度、亮度等参数，虽然液晶显示器的辐射和闪烁比CRT要小的多，但它那要命的对比度、那要命的色泽度、还有那大于每平方米300cd的亮度，这些都会对眼睛造成很大的伤害，并且你即使将液晶显示器的亮度和对比度调节到最低，也还是非常的刺眼。德国的一家权威机构做过一项调查：液晶显示器用久了会使人的眼睛感觉到疲倦，甚至头痛等症状，而使用相同时间的CRT显示器，却基本没有这些情况出现。现在的通过TCO03认证的CRT显示器，其实外露的辐射已经相当小了，基本上对人已经没有多大的伤害了，闪烁感也可以通过调节刷新率来降低，笔者实在是搞不懂为什么很多人非要去选择液晶显示器，还非要说液晶显示器不伤眼睛？？一个最差的17寸液晶显示器的价格，能买一台不错的、通过TCO03标准的19寸CRT了，显示面积也差不多大，而且CRT又比液晶更保护眼睛，液晶显示器唯一的一个优点就是占用空间小而已，其他的统统是缺点，为什么不选择CRT呢？？说到TCO03标准，现在很多的号称是通过TCO03认证的显示器，其实都是贴牌的，都没有真正的通过，关于怎样鉴别一台TCO03的显示器，网上已经有很多文章可以搜索到，笔者在此不想过多叙述，只是提醒大家一点：一台真正的通过TCO03认证的显示器，外表的颜色除了白色以外，是不会有其他颜色的了，因为TCO03认证中有重要的一条就是外壳可回收性，而除了白色以外，其他的任何颜色都加了有机染料在里面，是不能作为回收利用的，这点请大家购买显示器的时候一定要注意了！

六、电源

作为一台电脑的动力之源，电源质量的好坏直接关系到这台电脑的寿命，在这点上笔者先要肯定一下品牌机厂商的做法了，在各大品牌机中，虽然其他配件可以用跛脚来形容，但所配的电源和机箱基本上都是不错的，功率虽然不是很大，但满足它的配置是足够了。而一些新手在配兼容机的时候，很多情况下都忽视了电源这一方面，结果导致的直接后果就是主板电容爆浆、硬盘损坏、显卡电容爆浆等情况。对于电源来说，有很多参数去标准它，但对我们影响最大的两个参数就是它的功率和输出电流稳定度，首先来看看它的功率：很多国内的著名电源制造厂商，例如×河田、×国者等等品牌，都有严重虚标功率的行为，他们