将机器视觉系统应用于自动化生产领域,是实现工业设备智能、高效、高精度的重要途径。然而,传统基于PC的机器视觉系统由于结构没有模块化,可移植性差,安装不便,特别是与工业现场设备通信比较困难。因此,迫切需要一种更适合工业需求的集成式机器视觉组件,替代传统基于PC的机器视觉系统。本文在深入了解机器视觉系统的基础上,围绕着嵌入式技术,在以TI公司TMS320DM642高性能图像处理DSP为主控芯片的处理平台上,整合RTOS技术、光学成像技术、网络通信技术和图像处理技术,设计实现了一种采用模块化思想,集图像采集、图像处理、图像分析于一体的嵌入式机器视觉一体机。该一体机功能独立,连接配置方便,在一定程度上弥补了传统基于PC机器视觉系统的缺陷。嵌入式机器视觉一体机采用DSP+FPGA的架构,集成了采集、存储、处理、通信及控制等功能模块,具备完整的图像采集与处理功能,内部程序存储器可存储图像处理算法。在DSP/BIOS实时操作系统内核支持下,经组态配置后,可完成具有高度重复性和一定智能性的测控任务。论文分析了嵌入式机器视觉系统的需求背景和工作原理,根据其应用特点设计出系统的核心组成部件——嵌入式机器视觉一体机。论文从总体设计、硬件设计、软件设计和功能测试几个方面,详细的阐述了一体机主要功能模块的设计思路和设计流程。一体机有三个主要的功能模块:采集模块、处理模块和传输模块。其中,采集模块是用于图像数据的获取;处理模块用于完成分析、识别等处理任务;传输模块用于与外部设备通信,获取信息反馈结果。一体机具有体积小巧、接口丰富、功能多样的特点,兼容目前在工业领域广泛应用的Modbus TCP协议,可远程配置和动态更新。经验证,一体机与嵌入式机器视觉系统其它部件配合后可代替人眼,在工业现场对产品进行连续、稳定的检测,为机器视觉检测提供了一种可行的解决方案。