废旧物料的光电.doc
约70页DOC格式手机打开展开
废旧物料的光电,摘要 电分选技术广泛应用在废旧物料品质检测与分级领域，该技术的运用可以大大提高物料的品质，增加其附加值，带来很好的社会经济效益。因此对光电分选系统的研究有着重要的现实意义。本文是在借鉴国内外先进分选技术的基础上，设计了一种双从cpu控制的光电分选系统。在通过对分选系统各个机构和对影响物料分选各个因素的分析后，给出适当的...
内容介绍
此文档由会员 违规屏蔽12 发布
摘要
电分选技术广泛应用在废旧物料品质检测与分级领域，该技术的运用可以大大提高物料的品质，增加其附加值，带来很好的社会经济效益。因此对光电分选系统的研究有着重要的现实意义。
本文是在借鉴国内外先进分选技术的基础上，设计了一种双从CPU控制的光电分选系统。在通过对分选系统各个机构和对影响物料分选各个因素的分析后，给出适当的解决方案，本文着重对物料分选系统的控制子系统和光电检测子系统进行研究和设计。分选系统的控制子系统，本文采用ARM作为整个系统的控制CPU，DSP作为光电检测信号的计算密集型运算CPU，构成主从协同的双CPU结构，共同完成物料分选系统的各种数据处理和控制功能，提高了系统的数据处理能力和运算速度。光电检测子系统，利用物料的光学特性和光传感器线阵CCD(Colony Collapse Disorder)的高清晰高分辨的成像原理来准确的分选不同的物料。采用线阵CCD对物料进行动态扫描，得到图像数据，以Xilinx公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片XSC4OXL作为主控制器和处理器，对数据进行高速并行处理，满足系统设计的实时性要求。仿真结果的分析表明，这种方法大大提高了识别结果的准确性。
关键词 线阵CCD；光电分选；FPGA；主从控制
Abstract
Photoelectric separation technology is widely used in waste material detection and classification field, this technique can effectively increase the material quality and bring good social and economic benefits.Therefor there is very important practical significance to study the photoelectric separation system.
After study domestic and international advanced technology based on sorting,this topic designs a kind of master-slave CPU control photoelectric separation system.in the separation syetem.Through analysising all agencies of the separation system and the factors which which influence material separation system, it gives appropriate solution,this paper focuses on the research and design the photoelectric separation system control system and the photoelectric detection detection system.In the control system of separation,this paper uses the ARM of the Lord as the control CPU in the whole system,DSP is used the association from CPU to complete photoelectric detection signal data operation.the constitute the separation system of twin CPU structure to complete separation system control function and data operation treatment,thereby this structure improve the entire system of signal control processing ability. In the photoelectric detection system,the thesis use material optical properties and light sensor CCD-array of high-definition high resolution imaging principle,which can accurately sort different materials.This paper uses linear CCD to acquire image data,and uses XSC40XL FPGA by Xilinx as the core controller and processor to provide parallel high-rate image data processing,thus the need of real-time can be satisfied.The results indicate that this method can greatly improve the sorting precision.
Keywords Linear CCD；Photoelectric sorting；FPGA；Master-slave control system
目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外光电分选系统研究现状 2
1.2.2 国内光电分选系统研究现状 2
1.3 本文主要研究内容 3
第2章 废旧物料光电分选系统的结构 4
2.1 分选的目的 4
2.2 光电分选系统的工作原理 4
2.3 废旧物料光电分选系统总体结构 5
2.4 工艺指标 7
2.5 影响分选系统因素分析 8
2.6 本章小结 9
第3章 光电分选系统控制系统的设计 10
3.1 方案的选择 10
3.1.1 主处理器的选择 10
3.1.2 从处理器的选择 11
3.1.3 确定方案 11
3.2 基于DSP的数据处理 12
3.2.2 A/D采集电路 15
3.2.3 软件设计 16
3.3 DSP与ARM之间的通信 19
3.3.1 DSP的HPI接口 19
3.3.2 ARM与DSP的通信 20
3.4 基于ARM微处理器的控制系统设计 21
3.4.1 ARM基本电路设计 21
3.4.2 软件设计 24
3.5 本章小结 24
第4章 光电分选系统信号检测系统的设计 26
4.1 线阵CCD的特点及应用 26
4.1.1 线阵CCD的工作原理 26
4.1.2 CCD降噪技术分析 26
4.1.3 线阵CCD的选择 27
4.2 检测系统的硬件设计 28
4.2.1检测系统整体结构设计 28
4.2.2 CCD硬件设计 28
4.2.3 存储电路的选择 30
4.2.4 信号调整和A/D转换设计 31
4.2.5 处理器芯片的选择 32
4.2.6 电源电路设计 33
4.3 基于FPGA的检测系统设计与实现 34
4.3.1 高频时钟的分频和倍频设计 35
4.3.2 CCD时序逻辑控制的设计 37
4.3.3 通信系统的设计及实现 38
4.4 样本数据采集与传输的设计及实现 43
4.5 图像识别处理的设计及实现 46
4.5.1 图像识别准则 46
4.5.2 图像识别算法 47
4.5.3 异物位置信号的设定 48
4.6 本章小结 49
第5章 检测系统的辨识及MATLAB仿真 50
5.1 识别方法介绍 50
5.2神经网络简介 50
5.3 BP网络 50
5.4识别中的BP网络算法 50
5.5 神经网络识别的MATLAB仿真 54
5.6本章小结 59
结论 60
参考文献 61
电分选技术广泛应用在废旧物料品质检测与分级领域，该技术的运用可以大大提高物料的品质，增加其附加值，带来很好的社会经济效益。因此对光电分选系统的研究有着重要的现实意义。
本文是在借鉴国内外先进分选技术的基础上，设计了一种双从CPU控制的光电分选系统。在通过对分选系统各个机构和对影响物料分选各个因素的分析后，给出适当的解决方案，本文着重对物料分选系统的控制子系统和光电检测子系统进行研究和设计。分选系统的控制子系统，本文采用ARM作为整个系统的控制CPU，DSP作为光电检测信号的计算密集型运算CPU，构成主从协同的双CPU结构，共同完成物料分选系统的各种数据处理和控制功能，提高了系统的数据处理能力和运算速度。光电检测子系统，利用物料的光学特性和光传感器线阵CCD(Colony Collapse Disorder)的高清晰高分辨的成像原理来准确的分选不同的物料。采用线阵CCD对物料进行动态扫描，得到图像数据，以Xilinx公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片XSC4OXL作为主控制器和处理器，对数据进行高速并行处理，满足系统设计的实时性要求。仿真结果的分析表明，这种方法大大提高了识别结果的准确性。
关键词 线阵CCD；光电分选；FPGA；主从控制
Abstract
Photoelectric separation technology is widely used in waste material detection and classification field, this technique can effectively increase the material quality and bring good social and economic benefits.Therefor there is very important practical significance to study the photoelectric separation system.
After study domestic and international advanced technology based on sorting,this topic designs a kind of master-slave CPU control photoelectric separation system.in the separation syetem.Through analysising all agencies of the separation system and the factors which which influence material separation system, it gives appropriate solution,this paper focuses on the research and design the photoelectric separation system control system and the photoelectric detection detection system.In the control system of separation,this paper uses the ARM of the Lord as the control CPU in the whole system,DSP is used the association from CPU to complete photoelectric detection signal data operation.the constitute the separation system of twin CPU structure to complete separation system control function and data operation treatment,thereby this structure improve the entire system of signal control processing ability. In the photoelectric detection system,the thesis use material optical properties and light sensor CCD-array of high-definition high resolution imaging principle,which can accurately sort different materials.This paper uses linear CCD to acquire image data,and uses XSC40XL FPGA by Xilinx as the core controller and processor to provide parallel high-rate image data processing,thus the need of real-time can be satisfied.The results indicate that this method can greatly improve the sorting precision.
Keywords Linear CCD；Photoelectric sorting；FPGA；Master-slave control system
目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国外光电分选系统研究现状 2
1.2.2 国内光电分选系统研究现状 2
1.3 本文主要研究内容 3
第2章 废旧物料光电分选系统的结构 4
2.1 分选的目的 4
2.2 光电分选系统的工作原理 4
2.3 废旧物料光电分选系统总体结构 5
2.4 工艺指标 7
2.5 影响分选系统因素分析 8
2.6 本章小结 9
第3章 光电分选系统控制系统的设计 10
3.1 方案的选择 10
3.1.1 主处理器的选择 10
3.1.2 从处理器的选择 11
3.1.3 确定方案 11
3.2 基于DSP的数据处理 12
3.2.2 A/D采集电路 15
3.2.3 软件设计 16
3.3 DSP与ARM之间的通信 19
3.3.1 DSP的HPI接口 19
3.3.2 ARM与DSP的通信 20
3.4 基于ARM微处理器的控制系统设计 21
3.4.1 ARM基本电路设计 21
3.4.2 软件设计 24
3.5 本章小结 24
第4章 光电分选系统信号检测系统的设计 26
4.1 线阵CCD的特点及应用 26
4.1.1 线阵CCD的工作原理 26
4.1.2 CCD降噪技术分析 26
4.1.3 线阵CCD的选择 27
4.2 检测系统的硬件设计 28
4.2.1检测系统整体结构设计 28
4.2.2 CCD硬件设计 28
4.2.3 存储电路的选择 30
4.2.4 信号调整和A/D转换设计 31
4.2.5 处理器芯片的选择 32
4.2.6 电源电路设计 33
4.3 基于FPGA的检测系统设计与实现 34
4.3.1 高频时钟的分频和倍频设计 35
4.3.2 CCD时序逻辑控制的设计 37
4.3.3 通信系统的设计及实现 38
4.4 样本数据采集与传输的设计及实现 43
4.5 图像识别处理的设计及实现 46
4.5.1 图像识别准则 46
4.5.2 图像识别算法 47
4.5.3 异物位置信号的设定 48
4.6 本章小结 49
第5章 检测系统的辨识及MATLAB仿真 50
5.1 识别方法介绍 50
5.2神经网络简介 50
5.3 BP网络 50
5.4识别中的BP网络算法 50
5.5 神经网络识别的MATLAB仿真 54
5.6本章小结 59
结论 60
参考文献 61
