检测系统设计论文范文

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2系统设计

2．1硬件部分

本设计的主机所要实现汇总从机发来的信息和预先设定的霉变阈值相比较，判断每个从机位置的机采棉情况。如果出现异常，主机控制警报系统工作，显示屏可以利用键盘控制其翻页功能，实时显示出每个从机位置的机采棉情况。从机主要负责将采集来的温湿度信息，经处理后，送入主机。鉴于以上因素，主、从机都选用单片机STC89C516RD+。该款单片机具有加密性强、低功耗、速度快和精度高等特点，其核内有64kB的flash，1280B的RAM，16kB的ROM，可以满足控制的需要。每个从机位置的温湿度信息检测，采用探头检测，在每个探头的不同位置，均匀分布4个温度传感器和4个湿度传感器，分别构成该从机的温度传感器组和湿度传感器组。湿度传感器选用HM1500，模拟量输出，在5V供电条件下，输出0～4V范围的电压对应相对湿度值0～100%;因为是线性输出，所以可以直接和单片机相连，为了检测信号的稳定性，可以将湿度传感器的输出量经过同相跟随器将信号稳定后送入单片机。温度传感器选用AD590为模拟信号输出需要驱动电路驱动后才能使温度信号经A/D转换送入单片机;可测量范围－55～150℃，供电范围宽，4～30V;图2为温度传感器AD590的驱动电路图。显示模块要求实时显示各个从机控制的检测探头位置的温湿度以及每个探头所在位置的坐标值，通过键盘的上下键控制显示屏的翻页和刷新。所以，采用液晶显示器LCD1602两行显示，就可以达到系统设计要求。键盘模块是向主机输入预设的参考值以及控制显示屏的翻页与刷新，基于以上功能采用4×4的行列式键盘。

2．2软件部分

首先，根据设计目标，细化软件每一部分的功能，统筹设计各部分功能之间的逻辑关系。垛储机采棉温湿度检测系统的软件设计采用keiluvision2编程环境，编程实现主从机的功能。keilC51是一个比较主流的单片机研发设计的开发工具，主从机的程序编写采用模块化编程。其调试程序、完成各部分编程后，将程序的．hex工程文件烧录至Proteus软件下的仿真电路图，仿真效果达到最佳时，记录电路设计的优化参数;根据此优化参数，设计垛储机采棉温湿度自动检测系统的实物硬件。垛储机采棉温湿度自动检测系统的主机程序流程图，如图3所示。

3试验结果分析

系统的软硬件调试完成后，在南口农场进行测试试验。系统测试了垛储机采棉的温湿度值。表1为垛储机采棉温湿度检测系统测试的温湿度数据。从表1中可以看出，本文设计的检测系统检测出的机采棉温湿度值和人工测量的实际值近似相符。试验结果表明:该系统能够精确、实时地检测垛储机采棉的温湿度，达到了垛储机采棉储存情况的安全控制。

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待检测车辆需要经过检测通道，如图1所示。将红外摄像头放置于通道中间，获得车底部热感应图像。为了获取较广的视角以及较小形变的图像，红外摄像头安放的仰角为40°。由于监控室与检测通道的距离较远，且通道数较多，因此需要通过光端机将所获取的视频传输给监控室控制台PC机。检测软件根据本文提出的检测算法对捕获到的图像进行分析，若判断车辆底部藏人则向系统发出报警信号，以便其通过控制安全杆做出相应拦截措施。视频传输示意图，如图2所示。

软件设计

软件设计采取的基本实现策略是先定位后检测。首先进行运动车辆检测，其次根据车辆的自身特征，定位可疑目标在车辆底部可能的藏匿部位。当区域定位完成后，对该区域进行感兴趣区域（RegionOfInterest，ROI）的选取。最后对ROI进行检测，判断是否藏人。检测系统流程图如图3所示。通过对车辆的扫描检测过程，查出藏匿于车底的可疑目标，实现自动检测。

1图像去噪

图像去噪是图像预处理的一个环节，也是整个图像预处理中的关键一步。在对运动车辆定位的过程中，针对车辆与环境对比度大、信息丰富，受噪声影响较小等特点，只需对图像采用常规的均值滤波进行处理。而在检测目标时，为了在去除噪声的同时，最大程度的保存目标的边缘信息，采用了基于开关控制的组合滤波。滤波器的基本思路是将图像划分为三类区域：孤立噪声点区、平坦区和边缘信息区。其主要处理原则为：孤立噪声点区的灰度与其邻域往往有较大的差异，可按照椒盐噪声进行处理，选用中值滤波器；平坦区往往包含高斯噪声，可采用加权均值滤波器加以消除；边缘信息区包含了图像的细节信息，应作为保留区域不做处理。将处理后的三个区域加以合成，即得到了去噪后的图像。

滤波器性能的关键在于分类开关的设计，借用顺序统计滤波的思路，将滤波器设计成N×N的掩模算子，N为奇数，使该掩模在整个图像上滑动，对它所覆盖的图像中的像素点xi进行排序，得到序列x（1），x（2）……x（N^2），利用排序结果设计下面的分类规则：a、b为排序后的位置偏移量，Ta和Tb为阈值。基于开关控制的组合滤波算法就包括这么几个步骤：（1）对掩模覆盖的图像像素点进行排序；（2）利用分类规则进行三个区域划分；（3）对孤立噪声点区进行中值滤波，对平坦区进行均值滤波；（4）将处理后的区域合成，得到去噪图像。

2车辆检测及目标区域的定位

2.1运动车辆检测

对于实时性要求较高的场合，运动目标的检测一般用背景差分法和帧间差分法。背景差分法是利用序列中当前帧图像与背景图像的差分来消除背景、提取运动目标区域的一种技术。背景差分法可根据实际情况设定差分阈值，所得到的结果直接反映了运动目标的大小、形状和位置，可以得到比较精确的运动目标信息，但该方法应用于红外目标检测时易受环境温度、天气等外界条件变化的影响。帧间差分法是利用视频序列中连续的两帧或多帧图像的差异来检测和提取运动目标。该方法对场景的变化不太敏感，适用于动态环境，稳定性好。不足之处是：1）无法抽取完整的运动目标，仅能得到运动目标的边界；2）运动目标提取效果依赖于帧间时间间隔的合理选择。本文针对待检测目标所处背景在短时间内为静态背景，而较长时间内背景会发生动态变化的特点，并结合两种方法的优点，设计出改进的背景差分法。算法原理图如下：其中F(K)为当前帧，B为通过隔帧帧差法求得的当前背景图像，D为差分结果图，R为二值化图像。

该算法继承了帧间差分法对场景变化不太敏感的优点，能准确更新背景差分法所需要的当前背景图，进而提取出完整的运动目标。下面是采用基本背景差分法和改进后背景差分法，在不同时候背景更新保存的背景图片。基本背景差分法在系统长时间运行之后，会出现背景更新出错，检测流程紊乱，从而产生检测系统失效现象。而采用改进的背景差分法，即使是经过长时间运行，系统也能确保背景更新的准确。

2.2目标区域定位

由于运动车辆特性已知，在其运动的过程中，可以通过对目标局部图像进行特征提取，定位可疑区域。目标的一般特征包括点、边缘、区域和轮廓。点特征对图像的分辨率、旋转、平移、光照变化等有很好的适应性，常用的点特征描述算子如SIFT、SURF等都具有很高的精度，但这些算法复杂度高，难以满足实时检测的要求，并且红外图像特征点往往较少，采用点描述算子并不能达到令人满意的效果。因此本文根据实际目标的特性，采用了对线、面特征进行描述的方法来标注运动车辆。运动的车辆受车底传动抽、燃烧室以及空间限制，目标一般躲藏于车厢后轮位置。

为了准确定位目标区域，目标区域进入视场之前的运动车辆局部特征需要重点描述。车厢底部进入摄像头视场时如图6(a)所示。为了提取车辆的直线特征，需要对车底图像进行边缘提取。常见的边缘检测算子有：Laplace、Sobel以及Canny等。由于Laplace算子常常会产生双边界，而Sobel算子又往往会形成不闭合区域，对后面直线检测都会产生不利的影响。

Canny算子克服了上述算子的缺陷，能够尽可能多的标识出图像中的实际边缘，并且能够将较小的间断点进行连接，因此能够形成较为完整的边界线。Canny算子是最优的阶梯型边缘检测算法，本文采用选用Canny算子进行图像的边缘检测。边缘检测结果如图6(b)所示，较为明显且具有特征不变性的为直线边缘。当可能藏人的区域进入摄像头视场时，车底图像的直线特征随之消失（如图6(c)），因此可以利用图像的直线特征来定位后轮检测区域。Hough变换检测直线是较为理想的直线检测方法，由PaulHough于1962年提出。经过Hough变换后，根据已知的目标直线位置、角度、长度，选取符合条件的直线。图6(b)、(c)中白色粗线为所检测出的目标直线。

受环境因素的影响，车底直线特征可能并不明显，因此单一的直线特征提取难以满足检测精度要求，如图7所示情况。实验发现车底面特征不易受到周围环境、温度的影响，因此可以进行面特征提取。选定区域为图6(b)中虚线框内，满足要求的特征为梯度小于一定阈值，即具有平滑特征，判断方法是计数虚线框内边缘点数，判断其是否小于给定阈值。采用Sobel内核计算图像差分其中src为输入图像，dst为输出图像，xorder为x方向的差分阶数，yorder为y方向的差分阶数。

由于当车底藏人时，其进入摄像头视场会阻断车底原有的平滑特征如图6(d)，因此当平滑特征消失时，这时判断是否符合定位位置特征，若符合即可进行定位检测；若车底没有藏人时，车底平滑特征会持续到车尾部位才结束，这时只需判断到达车尾就可以结束检测流程。

实验表明，基于这种车箱底部中间区域光滑特征去定位检测对环境适应能力强，而基于两侧直线特征定位的方法又能够比较准确的定位到目标区域。综合上述两种思路，设计出的定位流程如下图8所示：应用中是否满足直线以及平滑特征是通过检测连续多帧图像来实现的，这样可以尽量减少偶然因素导致的定位失败。

3藏人的检测

3.1基于高亮度特征的ROI的选取

如图9为定位之后的待检测目标图。为了排除车底本身热源的干扰（如车轮）缩小检测范围，必须对原图进行ROI的选取。行进过程中的车轮一般在红外图像中会呈现高亮度特征。基于此特征，从图片左右两侧分别搜索列像素平均灰度值最高的部分（最可能为车轮内钢圈），加上一定偏移量即可求出ROI左边界位置（PositionofLeft，PL）。ROI下边界线也采用同样的方法，上边界采用默认值。当车轮不明显时采用默认感兴趣区域即可下面图9为采用固定ROI选取和基于高亮度特征的ROI提取结果对比。实验表明，这种基于具体特征的感兴趣区域提取方法，对于车轮出现的偏差具有良好的适应性，即使车辆行驶时发生较大的偏移也能做出正确的ROI选取。

3.2目标的检测

对于已知形状、外貌以及姿态等特征目标检测采用特征匹配、直方图反向投影等方法都能取得较为理想的效果。但对于躲藏姿势未知并且本身形状较为模糊的红外目标，采用匹配的方式效果并不明显。

红外目标与目标区域的周围存在一定的灰度差异，改变了原有区域梯度小、较为平滑的特征。针对这种改变采用评价函数f(x,y)对目标区域进行评估，若达到一定的阈值，即可预判车底藏人。评价函数依据不同区域可疑信息权重不一样而选定(ROI内中间部位权重较高、四周权重较低)，表示如下其中T为警戒阈值，Warnflag为预警标志。具体检测步骤如下：

1)对原图的感兴趣区域进行组合滤波处理；

2)对感兴趣区域进行边缘梯度检测(图10)；

3)采用评价函数对目标区域进行评分并判断是否超过给定阈值；

4)重复步骤1-3，若连续三帧超出阈值则发出报警指令，否则表示无人。对应的报警截图如图11所示

实验结果

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2.车辆识别算法

车辆识别的主要内容是通过分析交通视频图像，从中获取车辆的特征，用于从运动物体'R”提取出汽车。本文车辆的识别是通过对汽车轮廓的再分析，提取出轮廓内连通区域的面积和包括汽车轮廓的最小四边形的长宽比值作为汽车的特征量，进行汽车的识别。轮廓提取算法输入的是一幅运动二值图，目的是对连通的图像进行边界跟踪，从而得到一个有序的、压缩的、表征目标轮廓的边界点集。本文的轮廓提取算法采用的是八领域的边界跟踪算法。图中“P”代表当前像素点，其周围8个像素点为点P的八邻域，八邻域的方向码如图3所示。八领域边界跟踪算法c5},}i先，系统从左到右，土到下对二值图像进行扫描。如果点P(i.J一”为0o”且点P(i.J>为‘'t'，则记点P(i.,l)为边界跟踪的起始点PO，同时，设八领域的搜索方向码dir的初值为70其次，按逆时针方向依次判断当前点尸的八邻域像素值是否为“I"。若当前搜索的像素r}不为.t.，则d介十主，继续搜索，直到找到下一个边界点，记为汤.同时记下该像素对应的坐标值和力‘向码。母一个新边界点的搜索，都要设置d行起始方向，dir的设置由公式1给出。不断重复这个步骤，直到pn=p0。，边界搜索结束，得到一个闭合的目标轮廓。dir=(dlr+7)mod6,diro为偶数(dir+6)mod氏dir为奇数(I)本文的设计中，搜索的足连通域最外层的边界，即物体的轮廓。轮廓数据的压缩.采用的是压缩同一方向的点集，只用直线的两端点来表示的方法。得到了物体的轮廓后，进而计算该轮廓内连通区域面积的大小以及包围轮廓的最小四边形的长宽比值，用十从众多的运动物体中筛选出汽车。图9所示是汽车的识别结果，输入的二值图像(a)中，包含了行人和自行车以及大片的噪声，利用本文提出的汽车识别算法，有效地在这些物体中提取出了汽车，如图(h)所示。

3.车辆跟踪算法

目标跟踪算法需要具备实时性以及稳定性，用于跟踪的目标特征ipk不仅满要具备尺度变化、旋转不变性，还要求数据最小，具备独特性。目前存在的跟踪算法如粒子滤波算法、Camshift}0}算法，[1标特征量如灰度直方l妇、角点、纹理等信息都不适宜路面车辆的跟踪。本文提出了质心跟踪算法。2i#辆汽车都有自己独一无几的行}i}1轨迹，同一时刻不Il的汽车其质心位置相差比较大，日_同一辆汽车在前后两ipr;i的质心位置变化较小。此外，可以采用前后两帧物体质心的距离来进行汽车的匹配和跟踪。质心是包围物体轮廓的最小四边形的中心。运动物体以前后两帧质心的欧式距离作为匹配和跟踪的依据，通过设置一较小的距离闽值n，对该趾离进行判断。在距离阂值范围内的认为是同一物体。质心匹配是通过两个双链表的查询和比较来实现的。两个链表.一个是.}y前链表，一个是历史链表，分别用于保存当前帧和前一帧所有物体轮廓对应的信息。要匹配前后两l随对应的物体，就要在历史链表中找到与当前链表一一对应的物体，并用当前链表的数据对历史链表中对应物体节点的信息进行更新。因此，历史链表随时问更新，动态地保存着运动物体的信息。匹配算法的关键在于维护和更新历史链表。历史链表的更新操作分为3种悄况.一是对于新出现的物体，则应在历史链表中添加该物体对应的节点信息:二是对于消失的物体，则应该在链表中删除对应的节点信息:二是对于找到匹配的物体，则应用当前链表中物体的信息对历史链表中对应的节点信息进行更新:因此.历史链表的更新午要完成保持对原有物体跟踪的同时，动态地添加新物体和删除消失的物体。图4是质心跟踪算法的效果图。图中显示的是连续4帧的汽车跟踪画而，跟踪到的汽车以不同的数字编码表示。图巾，同一辆汽车的标号始终未变.说明，路面车辆这4帧图像中得到了准确地匹配和跟踪。因此，本文提出的质心跟踪算法实时、有效、且准确无误。

4.功能模块设计

该模块主要实现交通监控中常用的功能。如车流量的统计、车辆行驶方向的判断、车辆行驶速度的分析:记录车辆的违章行为，如逆向行驶、违章停车、越线等。基于车辆的匹配和跟踪功能的实现，结合其他图像分析的技术，还能便捷地实现其它路面车辆分析技术中所用到的功能。图5显示了一个简单的车辆监测系统的界面，画面中包含了3个信息、:跟踪到的汽车镶-辆汽车以其质心处的数字标号表示):汽车的行驶方向(以矩形框不同的颜色区分，黑表示向右行驶，白色表示向左行驶):不同行驶方向下的车流量(画面的左上角和右上角以对应的颜色表示出车流量的统计情况)。

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2检测控制系统硬件设计

2．1系统总体结构

综合包衣机的工作流程，整个检测控制系统主要由包衣机控制主板、多传感器信号检测板、执行器控制板和液晶触摸屏构成

。多传感器信号检测板实现对称重传感器和液位传感器信号的采集;执行器控制板可实现对电机设备启停的开关量控制;用户通过液晶触摸屏进行包衣参数设置、包衣过程启停、包衣状态显示等操作。包衣机控制主板采用RS－485方式与多传感器信号检测板和执行器控制板进行通讯，采用RS－232方式与液晶触摸屏进行通讯。

2．2包衣机控制主板

包衣机控制主板选用RealARM6410开发板。该开发板以ARM11内核的S3C6410芯片作为控制核心，包含电源模块、晶振模块、复位电路、485通信模块和232通信模块等外部设备，可以装载和运行LINUX操作系统，具有处理运算能力强、耗电低、扩展性强等特点。将RealARM6410开发板作为包衣机的控制主板，可以很好地保证系统在包衣过程中的可靠性和稳定性。

2．3多传感器信号检测板

多传感器信号检测板选用意法半导体公司出产的32位高性能STM32F103C6T6作为微控制器。该微控制器的核心是ARMCortex－M3处理器，最高CPU时钟为72MHz，具有良好的精密性、可靠性和运算速度。本设计中针对供种量和进液量两种参数信息，分为两个检测模块进行硬件开发。

2．3．1供种量检测模块

供种量检测模块包含2路称重传感器信号放大电路用以检测称重桶中种子的质量，原理如图3所示。本设计中采用上海大和衡器有限公司出产的UH－53型称重传感器，该传感器具有准确度高、抗偏载能力强和长期稳定性好等优点。为了增加检测模块的抗干扰性，保证种子质量的检测精度，采用AnalogDe-vices公司具有低噪声、低失调电压和高共模抑制比特点的AD8608型CMOS精密运算放大器构成两级差分放大电路。放大电路第一级由两个同相输入运算放大器电路并联，第二级串联一个差分输入的运算放大器。这样的连接方式可以很好地抑制输入电压中的共模成分。参照称重传感器的额定输出，可以取放大倍数为500倍。为了减少第二级运放共模误差造成的影响，第一级运放的增益要尽可能高。因此，将第一级放大倍数设定为500。经过取值和计算。放大电路的输出端经过一个分压电路后，接入STM32芯片上带有A/D转换通道的I/O接口。

2．3．2进液量检测模块

进液量检测模块包含上液位和下液位传感器检测电路。Uup为上液位传感器信号，Udown为下液位传感器信号。Control1为控制主板发送的补液信号，Control2为控制主板发送的加液信号。动作执行之前Control1、Control2都为低电平，以加液动作为例，当液面高于上液位传感器时，Uup、Udown都为低电平。Uup通过光耦开关电路，在PA3处输出高电平到STM32芯片的I/O接口上;Udown通过光耦开关电路，在PA4处输出低电平到到STM32芯片的I/O接口上。此时Control2发送一个高电平信号，使RS锁存器2输出高电平，经过继电器驱动电路后使加液电机运转;然后使Control2变回低电平，在液面介于上下液位传感器之间时，Uup为高电平、Udown为低电平，PA4处仍为低电平，使RS锁存器2的输出保持之前的高电平状，加液电机保持运转。当液面低于下液位传感器时，Uup、Udown都为高电平，PA4变为高电平，使RS锁存器2输出低电平，加液电机停止;在此过程中补液电机一直保持停止状态，直到单片机通过Control1发送补液信号时再进入补液动作。通过采用主板信号控制动作启动、传感器检测电路直接控制动作结束的方式，可以有效避免药液的过量添加，保证了进液控制的稳定性。

2．4液晶触摸屏

液晶触摸屏采用广州微嵌计算机科技有限公司的WQT系列产品，它由400MHz的ARM9高速CPU、数字LED背光显示和高精度电阻式触摸屏等部分构成，有良好的兼容性和友好的人机操作界面。该液晶屏具备数据显示、数据监控和触摸控制等基本功能，并且采用双口独立通讯，可通过自定义的通讯协议实现与主板之间的信息传输。

2．5执行器控制板

执行器控制板采用与传感器信号采集板相同的STM32F103C6T6微控制器，通过设计继电器驱动电路，实现对加粉、门控等电机启停的开关量控制。开关量控制信号经由一阶RC低通滤波器和线性光电耦合器组成的电路后，可有效地滤除信号中的干扰成分。控制信号通过三极管进行放大，可驱动继电器的开合。

3检测控制系统软件设计

包衣机在开启电源并初始化完成后，通过液晶触摸屏设置包衣流程的总批次、种子质量以及种药混合时间等包衣参数。在包衣机控制主板系统平台上进行软件开发，每隔一定时间在485总线上采用轮询的方式与多传感器信号检测板和执行器控制板进行通信;系统参照用户设定的各项参数以及称重和液位传感器实际检测到的参数信息，发送电机控制命令，进行各批次的种子包衣处理动作;每个动作之间通过适当的延时衔接，可实现包衣机各工作部件的有机组合和包衣流程的有序进行。

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2系统硬件设计

农作物生长参数监测系统硬件设计由信息采集单元、供电单元、无线传输单元组成。信息采集单元主要完成雨量数据、土壤墒情数据和地下水位数据的采集、处理与存储，同时控制无线传输单元完成数据的发送与信息指令的接收;供电单元为整个系统提供工作电压;无线传输单元完成数据包的发送与控制指令的接收。

2．1信息采集单元硬件设计

信息采集单元主要由智能传感器、STM32F103、FLASH芯片S29AL032D、SRAM芯片IS62WV25616、LCD、触发器HEF4521BT、总线驱动器74HC245PW、232转换芯片MAX3222、带隔离的485收发器ADM2483、供电单元接口电路和MC323接口电路等组成。信息采集单元结构图如图2所示。

2．2供电单元硬件设计

供电单元由单晶太阳能电池板、可编程控制的2A充电电路、12V65AH免维护铅酸蓄电池及LDO压控转换电路等组成。太阳能电池板为铅酸蓄电池充电，同时为系统提供12V的输入电源。当太阳能电池板不工作时，铅酸蓄电池为系统提供12V的外部输入电源，12V的输入电压通过LDO转换电路，实现系统工作需要的+3、+4、+2．5、+5V。其中，+3V为全局电压，保证电路板大部分电路正常工作，包括监测系统上电后的工作电压、系统睡眠状态下的工作电压、时钟工作电压等;+4V是MC323无线通信模块的工作电压;+2．5V是AD转换电路的基准源;+5V是模拟参考电压，为运算放大器和AD电路提供工作电压;同时，输入的12V电压通过稳压电路为智能传感器提供工作电压。供电单元硬件设计结构图如图3所示。

2．3无线传输单元

选用MC323模块作为无线传输单元。该模块集成了基带处理器、射频处理器、MCP存储器和电源管理芯片等功能，同时内嵌TCP/IP协议和支持800MHz的工作频段，能够提供语音传输和短消息发送。将stm32f103的UART3与该模块的串口相连，同时外接SIM卡电路，实现雨量数据、墒情数据、地下水位数据和控制指令的无线发送。无线传输单元结构图如图4所示。

3系统软件设计

3．1采集单元软件设计

采集单元软件设计包括传感器事件、定时事件和命令事件。传感器事件即通过土壤墒情传感器、智能水位计、智能水质传感器和翻斗式雨量计等采集农作物生长环境参数;定时事件指系统将采集到的数据、系统状态、蓄电池电压和设备工作温度等参数定时自记和发送;命令事件指通过上位机软件或LCD液晶屏配置系统工作状态、传感器类型等。当3个事件中的某一事件处理完毕后，判断有无其他事件发生;若有，则进入相应事件处理程序;若没有，则进行现场保护，系统进入待机状态。采集单元软件设计流程图如图5所示。

3．2监测单元软件设计

监测单元通过电话呼叫或短信方式对信息采集单元进行远程唤醒，触发其上电。采集单元上电工作后，响应监测单元命令或按彼此协商好的时间定时上电，定时等待监测单元的命令。当采集的水位、雨量等参数超过设定的阈值时，向数据库服务器发送实时水位等数据或按设定的周期定时发送最新的水位数据、设备状态数据等。系统正常工作时，监测单元各状态之间的转换流程图如图6所示。

4系统测试

采集后的数据经过解析、整编和入库后，通过浏览器可以实时访问数据，而且还能进行历史数据和设备状态的查询。通过该系统，即使在远离观测现场的异地，也能实现对雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时采集、存储与发送，真正实现对农作物生长环境参数的远程实时监测。系统测试效果图如图7所示。

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0引言

当代经济出现的信息化、知识化、全球化和区域化等特征，使区域经济发展面临着新的挑战和机遇。在此新的时代背景中，区域创新能力正日益成为区域经济获取国际竞争优势的决定性因素和区域经济参与竞争优势的重要标志，而构建区域创新系统已经成为各区域实现新世纪快速发展的战略选择。因此，深入研究和认识区域创新系统理论，对于加速我国区域经济发展和指导地方技术创新工作有着重要意义。本文拟以云南省曲靖市为考察对象，对区域创新体系建设理论作一探讨。

1．曲靖市区域创新系统建设中存在的问题

1.1高校数量小，科技实力不足，创新人才资源少曲靖市基本，全日制学校中有师范学院1所、职业技术学院1所、中专7所、高完中52所、初级中学203所、完全小学1887所、中等职业技术学校12所、特殊教育学校4所、幼儿园328所、教师进修学校9所。与其他省份相比，科教实力不足，这严重制约了曲靖市知识创新能力的进一步提高。区域创新系统需要的创新人才总量不足。另外，人才结构也不尽合理，不能适应高新技术产业领域内的科技创新能力的进一步提高，这主要表现在信息技术、新材料技术、环保产业、新能源技术等高技术领域的人才紧缺，企业专业技术人员和复合型人才缺乏。同时，人才结构不合理也影响了专利类创新成果产出指标的提高，许多科研成果是科技人员为职称评定而作，完全脱离市场需求。

1．2曲靖市区域创新系统的创新环境不完善区域创新系统的构建离不开创新环境的支持，目前曲靖市创新环境的建设还不完善，具体表现为:①区域创新的文化环境和氛围还不浓厚，近年来，曲靖市大力发展区域创新体系，但曲靖区域创新文化氛围还不够浓厚，容忍失败、鼓励创新的精神尚未被普遍接受，创新要素各方未能在合作创新上达成共识。②区域创新系统的政策支持还有待进一步提高。由于政府科技管理的‘’部门分割”还存在，全市科技资源配置分散、重复和浪费，不能形成科技合力，难以开展科技攻关。科技局和其他承担科技管理的相关部门之间缺乏有机的联系，在创新活动组织、创新资源配置和创新制度建设等方面缺乏有效的宏观调控和协同机制，难以达到综合集成的效果。政府对科技创新管理的职能定位不够明确，计划管理痕迹较重，行政直接管理、控制、千预过多，政府与市场的良性互动关系尚未建立。

1.3企业自主创新能力不高，创新主体地位未完全确立企业作为区域创新系统中的“执行主体”，是科技成果转化为现实生产力的主导力量，在区域创新中具有举足轻重的地位。然而，一些大中型企业对创新的动力不强，一些规模较大的私企或者出于发展时期，或者由于所有者或经营者缺乏相应的素质和长远的眼光而没有意识到创新的重要性，从而失去对创新的动力。企业在创新投入方面没有起到主导作用。这些企业多数还没有建立起研究与开发机构，企业的科技人员素质不高，即使是已建立的研究与开发机构其整体开发能力与专业化的科研院所相比，还有较大差距，其中仍有部门不能有效进行技术开发，重要靠从国外引进技术，自主创新能力差，对引进技术的消化、吸收、再开发不够。由于企业的知识基础与技术能力有限，阻碍企业转型和技术升级，导致一些企业深陷夕阳产业而无法自拔，失去持续发展能力。

2曲靖市区域创新系统建设的对策建议

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建筑材料论文参考文献：

[1]郭建岭.浅论建筑材料的发展对中国节能及环保的影响[J].广东化工，2007（12）：44-47+106.

[2]钮冰.环保型建筑节能材料的发展与应用[J].建材世界，2012（06）：115-117.

[3]戴兵.节能环保建筑材料的发展现状及解决措施[J].江西建材，2015（03）：294.

[4]冯桂香.建筑节能环保材料发展与技术应用[J].民营科技，2015（02）：157.

[5]王永飞.新型节能环保建筑材料的性能及发展[J].科技创新与应用，2015（11）：233.

[6]杜丽娟.环保节能型建筑材料的应用与发展分析[J].中华民居（下旬刊），2014（01）：18-19.

建筑材料论文参考文献：

[1]陈琳，李书全.行动者网络理论的建筑低碳化动力机制研究[J].天津大学学报（社会科学版），2012（01）：87-92.

[2]王长江，周洪光，马明.基于有序Logistical回归的低碳建筑影响因素研究——以河北省建筑业为例[J].建筑经济，2012（08）：99-101.

[3]李积权.城市建筑生态位原理探析及其生态位策略研究——日本东京中城规划设计案例分析[J].城市发展研究，2012（08）：28-35.

[4]陈力莅，丁太威，耿化民.低碳建筑全生命周期碳排放影响因素分析[J].四川建筑，2012（05）：79-80+82.

[5]高源，刘丛红.我国传统建筑业低碳转型升级的创新研究[J].科学管理研究，2014（04）：72-75.

建筑材料论文参考文献：

[1]陈静.浅谈建筑材料检测试验数据采集与管理系统的设计[J].建筑知识，2016（2）：1.

[2]朱继红.建材检测系统中常用控件与界面编辑工具的开发与实现[D].电子科技大学，2014.

[3]代方远.建筑材料质量监测数据采集系统设计与开发[D].沈阳航空航天大学，2014.

[4]朱桐.建设工程材料检测数据管理系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学，2013.

[5]刘文.水利材料自动化检测系统数据采集与网络监控的研究及设计[D].南京邮电大学，2011.

[6]吴贤国，李惠强，郭劲松.垃圾废料作为建筑材料的综合回收利用途径[J].建筑技术，2000.

篇8

电子产品的核心部分——印刷电路板(PCB)，是集成各种电子元器件的信息载体，在各个领域得到了广泛的应用，是电子产品中不可缺少的部分。PCB的质量成了电子产品能否长期、正常、可靠的工作的决定因素[1]。随着科技的发展，PCB产品的高密度、高复杂度、高性能发展趋势不断挑战PCB板的质量检测问题。传统PCB缺陷检测方式因接触受限、高成本、低效率等因素，己经逐渐不能满足现代检测需要，因此研究实现一种PCB缺陷的自动检测系统具有很大的学术意义和经济价值[2]。国内外研究的PCB缺陷检测技术中，AOI（Automatic Optic Inspection自动光学检测）技术越来越受到重视，其中基于图像处理的检测方法也成为自动光学检测的主流。本文通过图像处理技术研究了一种大视场、高精度、快速实时的PCB缺陷自动检测系统，设计了硬件结构和软件算法流程。通过改进的电机驱动方式配合一键式自动检测软件的设计，大大提高了系统的检测速度，对结果分析模块的缺陷识别算法的改进提高了检测结果的准确性。

1.系统结构

PCB缺陷自动检测系统主要由运动控制模块、图像采集模块、图像处理模块、结果分析模块组成。系统工作过程如下：上位机控制步进电机运动，步进电机带动二维平台运动，将CCD摄像机传输到待检测PCB上方，对PCB进行大场景图像采集，采集的图像经过图像采集卡送到上位机，上位机软件对采集的图像进行拼接、图像预处理，对处理的图像进行准确定位并校准，通过图像分割、图像形态学处理等，最后进行模板匹配、图像识别，得出缺陷检测结果。系统设计包括硬件设计和软件设计，系统软硬件相互协调工作构成一个整体。

2.系统硬件设计

PCB缺陷自动检测系统的硬件设计主要包括二维运动平台、电机运动控制板、电机驱动板、CCD摄像机、图像采集卡、PC等，其结构如图1所示。

2.1 CCD摄像机和图像采集卡

CCD摄像机的主要特性参数包括摄像机制式、光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率、电子快门速度、同步系统的方式、最小照度、灵敏度、信噪比等。其中摄像机制式和是否在线检测决定了图像采集卡的采样频率，光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率以及成像透镜系统的放大率的平衡选择取决于测量范围和测量精度[3]。考虑到以上各个因素以及系统要求，在实验中采用的是广州视安公司的枪式摄像机，该摄像机的特点是数字面阵CCD逐行扫描，提供AV复合视频接口和标准镜头接口，提供VC的SDK软件开发包，方便设计软件处理模块。

图像采集卡，又称视频捕捉卡，是视频卡的一种类型。图像采集卡完成的主要功能是把摄像机的连续模拟视频信号转换成为离散的数字量。其基本原理：从摄像机输出的各种制式的视频输出信号，经过输入选择模块处理后，形成能被图像采集卡识别的视频信号。模拟视频信号经过转换后，存储在卡上的帧缓存存储器内，由计算机CPU通过计算机总线控制具体的图像传递，最终存储在计算机的内存或硬盘，用于图像处理[4]。本设计采用的图像采集卡型号是：NV7004-N，将CCD摄像机模拟信号转化为数字信号传输到上位机实时显示，并能完成图像的抓拍功能。

2.2 电机运动控制器及精密二维运动平台

PCB缺陷自动检测系统的运动控制器为自行设计的MCU控制板，核心芯片为ATMEL公司生产的单片机AT89S52，控制板通过RS-232串行通信接口与上位机进行通信。通过操作人机交互界面对控制板发送命令，控制板输出控制信号以及各种频率的方波信号到步进电机驱动板，以控制步进电机的转速、方向以及移动距离。

二维运动平台由两个日本SUS Corp公司生产的精密运动导轨搭建，运动导轨为滚珠丝杆型，非常精密，误差很小。步进电机与运动导轨相连，从而带动导轨的运动。步进电机为日本TAMAGAWA公司生产的两相四线制混合式步进电机，该型号步进电机运行稳定、噪声小。

2.3 电机驱动

步进电机的驱动实际上就是通过控制步进电机的各相励磁绕组的电流，使步进电机的内部磁场合成方向发生变化，从而使步进电机转动起来。各相励磁绕组的电流产生的合成磁场矢量的幅值决定了步进电机旋转转矩的大小，相邻两合成磁场矢量之间的夹角大小决定了步距角的大小[5]。

在拍数一定的情况下，齿数越多，步距角就越小，但由于受制作工艺的限制齿数不能做得很多，因此步进电机的步距角就不可能很小。改变步进电机的拍数也可以改变步距角，拍数是指完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数。当步进电机的相数确定时，拍数也就确定。通过增加步进电机的齿数和相数来减小步距角，步距角减小的度数非常有限，很难满足生产的要求。

细分数越多，电流变化越小，从而大大减少了电机的振荡和噪音。采用阶梯状正弦波对电流进行细分时，阶梯越多(即细分数越多)，波形就越接近正弦波，通入的阶梯电流就越小，步距角也就越小[6]。从而大大减少了步进电机运行时的丢步率，降低了步进电机运行时的噪音和颤动，也使步进电机运行更加稳定，更易于控制。

3.系统软件设计

3.1 系统算法流程

手动检测可以根据需要在采集图像时直接通过控制步进电机运动将CCD摄像头运动到待测PCB板的主要部位，在进行图像处理时也可以根据图像质量来选择与之相适应的图像处理算法来实现，使系统具有交互性。自动检测初始化设置参数后，可以一键实现缺陷检测得出检测结果，减少了操作复杂度，也大大提高了检测的速度，使系统具有自动化、操作简单、速度快等优点。本文结合二者于一体，使PCB缺陷自动检测系统更加优秀，更加实用。

3.2 缺陷检测

当前印刷电路板缺陷检测方法主要分为参考比较法、非参考比较法和混合法三大类，参考比较法将被测图像和参考图像进行特征对特征的比较；非参考比较法不需要任何的参考图像，只是根据先前设计的规则标准来判断出是否有缺陷，如果不符合标准便认为此有缺陷；混合法是参考比较法和非参考比较法综合应用。本文主要使用参考比较法，通过检测PCB图像与标准图像进行对比分析，判断该PCB板是否有缺陷[7]。

3.3 缺陷识别

3.4 结果分析

4.结论

本文基于计算机视觉和图像处理设计了一个印刷电路板(PCB)缺陷自动检测系统，并对其功能进行了验证，实验结果表明该系统界面友好，操作简单，检测方法简单，检测过程迅速，检测结果准确。该系统为PCB缺陷的检测提供了一个很好的解决方案，具有重要的应用价值。

参考文献

[1]孙晓婷.PCB视觉检测系统的研究[D].长沙:中南大学硕士论文,2008.

[2]2012-2016年中国PCB连接器市场预测及投资建议报告[R].中商情报网.

[3]俞玮.AOI技术在PCB缺陷检测中的应用研究[D].成都:电子科技大学硕士论文,2007.

[4]崔怀峰.PCB表面缺陷自动光学检测技术的研究[D].江门:五邑大学硕士论文,2010.

[5]李玲娟,刘景林,王灿.两相混合式步进电机恒转矩细分驱动技术研究[J].微电机,2007,40(3):48-50.

[6]黄露.基于FPGA的步进电机控制系统设计与实现[D].重庆:重庆大学硕士论文,2011.

篇9

1.引言

色选机是指利用物料的光学信息将劣物料剔除的集光、电、气、机于一体的高科技设备，广泛应用于农业、食品业、工业、矿业等，可以提高物料的品质，增加附加值，保障食用、使用时的安全性[1][3][4]。在棉种分选方面，传统的分选技术：种子风筛选、几何特征筛选、密度重力选种、介电式分选、颜色分选法、机器视觉分选[1][3][4][7]。虽然这些方法均有各自的优点，但没有同时判断颜色、破损棉种、或者是算法高深、采集静态图片信息等缺点。本文在颜色分选基础上利用双CCD加入破损判别，能够区分脱绒成熟棉种（黑褐色）、未熟棉种（红棕色）、破损棉种和杂质[3][4]。

2.总体结构

基于双CCD的脱绒棉种色选机光电检测系统是色选机的关键部分，其作用主要是对物料（脱绒棉种）进行检测，采集物料特征信息。系统总体框图如图1所示，主要包括光学系统、信号采集系统和信号处理系统。

图1 总体框图

3.功能简介

物料进入光电检测系统之前，要经供料系统相关处理后才能精确地在光电检测系统和分选系统区内。供料系统主要包括进料斗、振动喂料器、滑槽等。在处不详细简绍供料系统具体工作过程，主要简绍光学系统、信号采集系统和信号处理系统相关功能。

（1）光学系统

光学系统主要是有光源、背景板、光电传感器、成像系统等相关部分组成[4]。光学系统主要作用是通过光路设计使CCD能够覆盖每组棉种流的视场区域，使得所有目标图像都能够被CCD捕获。光学系统的光路结构、检测方式、光电传感器种类等，将直接影响色选机的质量与效率[3]。

（2）信号采集系统

信号采集系统采用TCD2566BFG和TCD1209作为光电传感器，对物料进行实时采集。CCD常用驱动方式有EPROM驱动法、IC驱动法、单片机驱动法以及可编程逻辑器件驱动法[5]。本文是基于FPGA设计的可再编程驱动电路，该方法优点是集成度高、速度快、可靠性好。需改变驱动电路的时序、增减功能时，仅需对器件重新编程，无需更改硬件条件[5]。

（3）处理系统

处理系统是以ALTERA公司cyclone III系列EP3C16Q240C8作为驱动实现以及后期处理的主要芯片。主要设计思想是：EP3C16Q240C8生成CCD工作所需的驱动时序，由于FPGA输出电压与CCD驱动电压之间差异，故驱动时序需反相升压器件处理，物料棉种采集信号经放大滤波电路输出，输出信号经A/D转换以后输入FPGA进行后续处理[2][6]。

4.采集处理系统设计

（1）硬件设计

硬件电路设计如下图2所示。利用光学采集系统原理，将TCD2566BFG作为彩色信号采集板A，TCD1209作为黑白信号采集板B。因两个CCD工作电压不同，采用LM2731X典型电路设计10V和12V，利用计算方法可以实现。至于处理板电源是利用LD1085D2M50、LD1085D2M33、AMS1117-2.5、AMS1117-1.2等电源转换芯片，实现电路所需的5V、3.3V、2.5V、1.2V等工作电压。在解决完电路工作所需电源之后，对于CCD驱动电路、采集信号放大滤波电路、A/D转换电路以及EP3C16Q240C8芯片工作电路均按照技术手册等信息进行设计，在此不再赘述。

图2 硬件电路框图

（2）软件设计

该部分是在硬件设计基础上，能够使CCD正常工作的关键部分。设计思想主要是利用TCD2566BFG和TCD1209的工作原理以及工作模式来设计工作时序。TCD2566BFG选择彩色模式下TDI=ON模式工作，工作需要时钟脉冲、、、、，复位脉冲RS、缓冲控制脉冲CP，转移脉冲SH、存储清晰脉冲SCG、开关脉冲SW1、SW2，另需48个虚设单元输出（dummy outputs）信号。TCD1209工作需时钟脉冲、、，复位脉冲RS、缓冲控制脉冲CP，转移脉冲SH，另需40虚设单元输出信号。因此，软件编写时需要注意虚设单元输出信号。

软件编码：TCD1209和TCD2566BFG关键代码

parameter TAGH=16，TAGL=2117，TAGHF=21，TAGLF=2112；

parameter SCGBA=0，SCGEA=30，SHBA=40，SHEA=70，TGFBA=80，TGFEA=5468，SCGBB=5478；

通过Verilog VHDL编程生成模块如图3所示，其中clk_sys系统时钟64MHZ，通过PLL（锁相环）和分频电路生产工作所需时钟信号，其中ad_in[11：0]为TCD1209经滤波放大电路及A/D转换后的采集输入信号，clk_out_0[5：0]为TCD1209工作所需的驱动频率以及A/D转换芯片时钟频率，ad_out[11：0]是经过处理后的棉种采集破损信息；ad_r_in[11：0]、ad_b_in[11：0]、ad_g_in[11：0]为TCD2566BFG经滤波放大电路以及A/D转换后的采集RBG信号，clk_out[11：0]和sw[1：0]为TCD2566BFG工作驱动频率、A/D转换芯片时钟频率及模式选择信号，ad_r_out[11：0]、ad_b_out[11：0]、ad_g_out[11：0]是经处理后棉种采集颜色信息。

图3 软件生成模块

（3）设计与仿真检测

通过Quartus II9.0中SignalTap II Logic Analyzer进行在线仿真，得到图4所示图形。

图4 FPGA在线仿真图

通过图4（b）、（c）所知，TCD2566BFG和TCD1209的时序与实际工作时序图是有所差别的，主要是器件驱动电压问题，导致FPGA输出的时序要经反相升压器才能给CCD提供驱动时钟，为此，FPGA生成时序也有相应处理。通过图4（d）可知CCD在不同物料时输出的差别，这也是我们后期处理的依据。

5.结论

本论文通过双CCD对脱绒棉种色选机光电检测系统进行设计，方案采用TCD2566BFG和TCD1209作为检测器件，EP3C16Q240C8以及反相器TC74ACT240和SN74AHCT14N设计CCD驱动电路，OPA357设计滤波放大电路、AD9224设计A/D转换电路，同时利用光学系统知识构建光学系统，使两CCD能够正常地工作，满足脱绒棉种色选机所需要求，光电检测系统稳定正常工作。

参考文献

[1]Melchor C.Pasikatan，Floyd E.Dowell.Evaluation of a High-Speed Color Sorter for Segregation of Red and White Wheat[J].Applied Engineering in Agriculture，2003，19（1）：71-76.

[2]Ivan Dolezal.Optoelectronic detector for a glass cullet sorter[C].Industrial Electronics Society，IECON 2013-39th Annual Conference of the IEEE，2013，3952-3957.

[3]刘德瑞.基于CCD的高速色选机光机系统研究[D].天津大学，2007.

[4]李江波.脱绒棉种色选机检测系统设计与实现[D].石河子大学，2008.

[5]张智辉，田地，杨义先.线阵CCD驱动电路设计的几种方法[J].仪表技术与传感器，2004（6）：32-33，52.

篇10

【中图分类号】N945.23

一、引言

在日常生活中，公交车是人们日常出行的便捷交通工具也是政府大力提倡的出行交通方式之一。现代城市的公交车大都采用上客门（前门）和下客门（后门）分开设立的方式，目的主要是保证车内的空间充分利用，以及投钱刷卡的便于管理。现今，城市中的公交车大都采用无人售票的形式，司机既要负责行公交车的安全，又要监督乘客投币、刷卡的情况。因司机处于公交车的前部，当车内乘客很多且大都挤在车辆前部时，如果当乘客需要从后门进入时，这个时候极可能造成乘客逃票的现象发生。如果人数众多，司机的监督更加困难，这样就给公交公司造成损失。此外，当前交通事故是当今事故死亡的重要因素，而车辆超载是其主要的诱发因素。目前，我国测定车辆是否超载，是在车辆经过的地方用电子称或在路上铺设压力传感器来测量，这个方法不仅效率低还带有随机性，不利于对超载进行控制。

二.系统组成

1、第一超声波探测器；2、第一压力传感器；3、公交车前门

1.本系统包括第一超声波探测器1、第二超声波探测器（上图未标示）、第一压力传感器2、第二压力传感器（上图中未标示）及控制器（上图中未标示）。

2.第一超声波探测器1设置在公交车前门3外侧，第一压力传感器2设置在公交车前门3内侧乘客上下车踩踏的位置。第二超声波探测器设置在公交车后门外侧，第二压力传感器设置在公交车后门内侧乘客上下车踩踏的位置，公交车控制器分别与第一超声波探测器1、第二超声波探测器、第一压力传感器2、第二压力传感器电连接并控制其运行。

3.乘客上下车踩踏的位置指的是乘客上下车经过的位置，这样可以便于压力传感器的测量，在正常情况下乘客上车都会经过该区域，如果乘客有意注意则可避免。

4.超声波传感器具有发射端与接收端，当发射端发射的光遇到障碍物会被反射形成回波信号，接收端接收反射回来的信号，形成一定的超声波波形。经过大量的实验证明，人与杂物进入探测区后反射回来的超声波回波信号的脉冲宽度有很大区别。因此，可以在控制器内预设回波信号的脉冲宽度范围，若回波信号在该范围内，则说明是人通过公交车的前后门，若回波信号不在该范围内，则说明是杂物，比如包裹通过公交车的前后门。从而，可以判断是否有人上下车。超声波探测器距离地面具有一特定距离，比如距离地面高于110厘米，这样可以保证当不需要买票的小孩子在通过车门时不被超声波探测器检测到。

5.公交车检测装置还包括付费装置、显示屏、语音报警器及计数器。付费装置设置在公交车前门处，以便上车的乘客支付乘车费。付费装置可以有效地统计付费的人数，并将该付费人数信息传输给控制器。

6.显示屏及语音报警器设置在车厢内。语音报警器一般设置两个位于在车厢内的首尾位置，只要功率足够大。

7.在系统中含有计数器用于记录上车人数情况，每位乘客的数据在系统中是成数组分布的。

控制器设置在车厢内部并分别与所述第一、第二超声波探测器、第一、第二压力传感器、付费装置、显示屏及语音报警器相连，用于接收信号并控制上述装置的运行。

三.控制方法

本控制方法利用上述公交车系统，通过压力传感器和超声波探测器实现对公交车逃票的控制，其具体实施方法如下：

1.当第一或第二超声波探测器首先检测的信号，第一或第二压力传感器在预设时间内后检测到信号，则说明有乘客上车，第一或第二压力传感器将检测到的乘客的重量传递给控制器，控制器将该重量累加。

2.控制器可以以列表或数组的形式将第一或第二压力传感器传输来的上车乘客重量数据储存起来，类似于为每个人做标记。

3.在系统设计时，定义预设时间，其为乘客经过第一超声波传感器与第一压力传感器或经过第二超声波传感器与第二压力传感器的时间。在此预设时间内，乘客先后经过第一或第二超声波传感器与第一或第二压力传感器，则说明有人上下车。若时间超过预设时间，则不能说明有人上下车，控制器不对这种情况进行检测。

4.当第一或第二压力传感器首先检测的信号，第一或第二超声波探测器在预设时间内后检测到信号，则说明有乘客下车，第一或第二压力传感器将检测到的乘客的重量传递给控制器，控制器将该重量从系统的数组重量中减去。

5.若控制器中存储重量总和超过存储在控制器中的预设重量，则说明公交车超载，则控制器将预先存储在控制器中的预设信息通过短信模块发送给交警部门也可以通过安装报警器报警提醒，交警部门通过GPS确定车辆行驶地点并予以拦截，若控制器中存储重量总和未超过存储在控制器中的预设重量，则说明不超载。

6.在系统设计时，定义预设重量为公交车满载的重量。预先存储在控制器中的预设信息可以包括公交车的基本信息，比如车牌号、车子类型、车主这样交警部门就能尽快找到超载的公交车。

7.付费装置统计付费人数并在预设时间后将该信号传递给控制器。

8.付费装置可以为刷卡、投币装置，该付费装置能够记录付费的人数，在一预设时间内，如果没有乘客继续付费，则付费装置将记录的付费人数传递给控制器。预设时间应预先设置在付费装置中并可以人为调整的，其应不大于通过两站地之间的时间，以便更精确的记录付费人数。在本次设计中最主要的是对计数方法进行设计。

9.控制器比较付费人数及实际上车人数，当付费装置传输给控制器的付费人数与实际上车的人数不符的时候，控制器控制语音报警装置报警，语音提示：在什么时刻哪个站还有多少人没有付费，同时显示器显示在什么时刻哪个站还有多少人没有付费，直到欠费的人都付费或者驾驶员对报警系统清零。此时，报警器的功率较大。

10.在实际操作中，往往会出现有乘客先下车后在同一站上车的情况，比如，车停站后，有乘客下车休息然后上车。为解决上述问题，系统在设计时，只要检测到有人上车和下车体重一样就默认存在上下车现场，所检测到的人为同一个人。这样设计从而有效的避免多计算上车人数的情况发生，因为在实际生活中不可能在一辆公交车上存在体重完全一样的人，这也要求压力传感器的精密度更好，也更加精确地确定实际上车人数。

四、结束语

本论文着重讲述了介绍了公交车逃票检测系统组成和方法设计，利用传感器实现防逃票、报警的控制。本设计实现对公交车逃票的进一步检测和判断，实现了自动化、智能化，为相应的系统设计提供了思路。

篇11

《天津科技大学学报》2011年征订启事

3,5–二氨基三氟甲苯的合成与表征

含二硫代甲酸酯配体铁硫簇合物的合成与表征

分子蒸馏纯化亚油酸的工艺条件优化

不同萃取头对荔枝酒香气成分分析的比较

四种杀虫药物对盐生杜氏藻生长的致毒效应

科技论文的规范表达(引言)

生物酶和化学助剂协同控制高得率浆造纸中DCS

磷石膏晶须在造纸中应用的初步研究

缓冲包装对甜瓜静载损伤影响的分析

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基于LabVIEW的道路硬度检测系统设计

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一株氯苯降解菌的分离鉴定

磷酸盐对EscherichiacoliTRJHL-色氨酸发酵代谢流分布的影响

酪蛋白糖巨肽的制备及其对变形链球菌的抑菌特性

超声辅助萃取条件对槐米总黄酮提取效果的影响

气液鼓泡床瞬态行为模拟准确性影响因素的研究

针叶木BCTMP中阴离子垃圾的特性分析

Tm2CrFe16-xSix化合物的结构和居里温度

阳离子水性聚氨酯表面施胶剂的制备及其应用

非金属矿物纤维制作汽车尾气净化器衬垫的研究

负载铁的废弃大孔吸附树脂热分解动力学研究

麦弗逊悬架优化设计及其对摆振的影响

基于三角基曲面拟合后视镜的数学建模与仿真

基于CRM2400的短距离无线数据传输

《天津科技大学学报》2010年征订启事

基于虚拟仪器技术的混凝土氧化温度巡检系统

科技论文的规范表达(引言)

篇12

0 引言

RGB原理即世界上的任何物体的颜色都是自然界的三基色红（R）、绿（G）、蓝（B）按照不同比例构成的。这个原理几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用比较广泛的颜色原理。而在自然界中，很多颜色看上去是很相近的，有的是人眼所不能识别的，这样就很容易造成误差与失误，而人的眼睛与颜色长时间打交道，就会受到伤害，这时候自然就需要一套装置设备来代替人工劳动，这样就能一定程度上减少误差与失误的避免。颜色识别自动分拣这一技术在现代社会的各行各业都有一定的应用：如在工厂中利用此技术进行货物的划分，药品厂进行不同颜色的药品的分类，生物上进行细胞的检测，生活上可以利用它检测一些瓜果的成熟度等。足以说明此技术有很好的市场前景，所以我们对颜色识别自动分拣系统的研究是很有必要的，从而达到更深层次和更广泛的应用。

1 系统设计

1.1 系统总体结构

整个颜色识别系统采用闭环控制方式。单片机作为系统控制的核心，用于连接颜色传感器实现颜色的识别；驱动步进电机进行传送；控制红外传感器的接收；控制液晶显示器的正常显示；连接串口通信，实现半双工或全双工。红外传感器部分用于检测系统是否有小球存在。颜色传感器用于实时采集系统小球的颜色，反馈给单片机。显示输出部分可以显示系统的实时小球颜色和记录采样的颜色RGB。语音部分用于小球颜色的播报。步进电机部分工作由单片机控制，主要是用来驱动圆盘的转动，从何控制小球的走向，使其到达指定的位置。

1.2 系统的硬件设计

系统设计采用了STC89C52RC单片机，该芯片具有低功耗、抗静电和抗干扰能力强、可靠性高的优点，具有8K Flash存储器和512字节的RAM，能能满足程序存储的要求，简化系统硬件电路的设计。

（1）检测系统设计

检测系统利用红外传感器，工作原理是利用红外传感器的物理性质来进行测量，红外线又称红外光，它具有反射、折射、吸收等性质。在本实验中用于检测是否有小球的存在。

（2）语音播报设计

语音播报由语音模块WTV020-S组成，在系统采样小球颜色时做出相应的语音播报动作，液晶显示器显示小球的颜色、系统的工作状态等信息，以及做出下步动作指示，可以根据需要进行设定。

（3）驱动部分设计

驱动模块利用的是步进电机以及霍尔开关一起组成，在本系统小球做出颜色识别后，步进电机在通电的情况下，在系统设定中就会去驱动圆盘的转动，从何控制小球的走向，根据系统做出的小球颜色识别使其到达指定的位置。步进电机运行后，就会在霍尔开关电路的作用下恢复到初始状态，即回到原点。

（4）颜色识别电路设计

颜色识别部分主要利用了颜色传感器TCS3200，它内部集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流/频率转换器，可输出频率随光强线性变化且占空比为50%的方波。通过引脚，S0、S1来选择输出比例因子或电源关断式；S2、S3来选择滤波器的类型。在工作时可通过改变TCS3200感光部位滤光器的颜色，依次让三种原色的色光通过，根据其输出频率随光强线性变化的特性，得到色光中的红绿蓝三原色信息。例如，当选择红色滤光器时，红色光能透射到感光部位，而蓝色光则不能透过，此时即可得到红色光在此种颜色中的含量信息。

1.3 系统的软件设计

系统依据TCS3200反馈的实时小球颜色和系统采样过的颜色比对决定电机怎么运转。目标位置通过按键扫描的接口函数进行输入。

为了使程序简洁明了，便于理解和查阅，整个识别系统的软件编程采用模块化编程的方法。函数主要有TCS3200初始化、写入命令、读取数据，LCD1602初始化、写命令数据、显示，按键扫描输入，语音模块播报语音，步进电机动作等功能模块，通过主函数调用子函数模块，这样降低了程序的复杂度，使程序设计、调试和维护更加方便。

2 系统的测试与分析

为了进一步了解系统的工作性能，我们进行了实验，将该系统分别识别了红色、蓝色、白色以及黑色小球。从多次实验的结果可以看出，识别系统的误差精确识别，可以满足颜色识别系统的要求。

3 结语

本设计是以AT89C52单片机为基础，利用TCS3200颜色传感器模块，LCD1602液晶显示器模块实现色彩识别系统的，并进行了色彩识别的测试实验。其中，色彩识别的算法实现原理和各模块的实现是本论文研究的重点。色彩识别的核心及难点是RGB三种颜色测量的算法设计，算法的优劣程度很大程度上决定了色彩识别系统的优劣。通过本设计的测试，能很好的达到颜色分拣的目的。

【参考文献】

[1]王卓，杨学友，李恭.基于RGB三基色原理的手持式颜色检测仪的设计[J].天津科技大学学报，2006，21（6）.