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光电分选机检测系统的设计与实现

作者：黄鸽 Publish: 2006-2-23 Hits:-

【中文题名】

光电分选机检测系统的设计与实现

【英文题名】

Design and Implementation of Photoelectric Sorter Detection System

【学科专业】

通信与信息系统

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-2-23

【中关键词】

光电分选机,线阵CCD,FPGA,检测,识别,

【英关键词】

Photoelectric Sorter,Linear CCD,FPGA,Detection,Identification,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统

【论文摘要】

光电分选机在颗粒状物料品质检测与分级领域得到了广泛应用,该设备可有效提高物料的品质等级和加工技术的自动化程度,有很好的社会与经济效益。光电分选就是利用光电技术将物料中的次品分类检出并剔除,其关键的一个环节是次品与合格品差异的检测和识别。本文设计了一套完整的光电检测系统,它以高分辨率、低噪声的线阵CCD器件为核心,对颗粒状物料进行动态扫描,得到图像数据,以Xilinx公司的FPGA芯片XSC40XL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。检测系统可识别1mm×0.4mm以上的疵点、异性物和异色物。检测系统的硬件设计包括线阵CCD驱动电路的设计;图像信号的调理、高速采样和存储电路的设计;处理器芯片的选择;数据传输中通信电路的设计以及提供系统所需电压的电源电路的设计。印制电路板采用多层设计方法,而且所用硬件基本使用高速大规模集成电路,故电路板体积小、可靠性高并且和镜头的体积相适应。本文采用FPGA技术实现了高频时钟的分频、倍频控制,CCD时序逻辑电路的控制,CCD图像信号的采样和存储,(7,3)循环纠错码的编、译码电路和并行CRC-16...

【论文题纲】

摘要	4-5
Abstract	5-8
1 绪论	8-13
1．1 光电分选机研究的意义	8-9
1．2 FPGA技术及其开发环境	9-11
1．3 本文主要研究内容	11-13
2 光电分选机系统	13-17
2．1 光电分选机简介	13-15
2．2 总体电路结构设计	15-17
3 线阵CCD的特点及应用	17-22
3．1 线阵CCD的工作原理	17
3．2 CCD降噪技术分析	17-19
3．3 单色线阵CCD的选择	19
3．4 对线阵CCD分辨率的分析	19-22
4 检测系统的硬件设计	22-35
4．1 检测系统整体结构设计	22-24
4．2 CCD硬件设计	24-27
4．2．1 RL1024P型号CCD简介	24-25
4．2．2 CCD驱动电路设计	25-27
4．3 信号调理和模/数转换设计	27-30
4．3．1 相关双采样	27
4．3．2 图像数字器XRD98L59	27-28
4．3．3 XRD98L59的主要参数设定	28-30
4．4 存储电路设计	30-31
4．5 处理器芯片的选择	31-32
4．6 通信电路设计	32-34
4．7 电源电路设计	34-35
5 基于FPGA的检测系统设计与实现	35-63
5．1 高频时钟的分频和倍频设计	36-37
5．2 CCD时序逻辑控制的设计	37-39
5．3 通信系统的设计及实现	39-51
5．3．1 通信传输模式介绍	39-40
5．3．2 信号帧类别与格式	40-42
5．3．3 基于FPGA设计的(7，3)循环纠错码	42-44
5．3．4 基于FPGA设计的并行CRC-16校验	44-47
5．3．5 采用FPGA技术实现控制传输通信	47-51
5．4 样本数据采集与传输的设计及实现	51-55
5．4．1 器件间的时序配合	51-52
5．4．2 XRD98L59时序逻辑控制的设计	52-53
5．4．3 采用FPGA技术实现样本数据的采集与传输	53-55
5．5 图像识别处理的设计及实现	55-63
5．5．1 目标图像的描述	55-56
5．5．2 图像识别准则	56-57
5．5．3 图像识别算法	57-60
5．5．4 异物位置信号的设定	60-61
5．5．5 图像识别仿真结果验证	61-63
6 检测系统实验调试与分析	63-68
6．1 FPGA的调试	63
6．2 驱动CCD的调试与分析	63-64
6．3 SRAM的调试与分析	64-65
6．4 通信系统的调试与分析	65-66
6．5 图像数据检测分析	66-68
结论	68-69
参考文献	69-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况	71-72
致谢	72-73
大连理工大学学位论文版权使用授权书	73

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.377677



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