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      如何使用RGB顏色模型實現脫絨棉種分選控制系統設計的研究

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      上傳日期: 2021-02-03

      上 傳 者: 易水寒他上傳的所有資料

      資料介紹

      標簽:AT89C51(382)RGB(233)fpga(12691)

      棉花種子是棉花生產最基本的生產資料,尤其隨著新疆兵團精播技術的推廣,需要更高品質的棉花種子.近年來,受各種因素的影響,脫絨棉種中“紅種”比例大幅增加,影響了棉種的質量,阻礙了精量播種技術的發展。由于“紅種”與成熟棉種在比重和空氣特性上都比較接近,僅依靠傳統工藝無法將此剔除,當前“紅種”剔除主要依靠人工.人工選種勞動強度大、生產效率低、投入成本高、選種質量不均勻。然而“紅種”與成熟種子有個重要的特征差異——表面顏色不同,因此,針對新疆兵團脫絨棉種的“紅種”問題,探尋一種行之有效的顏色分選技術十分必要。本文是在RGB顏色模型硬件實現的基礎上,對脫絨棉種分選控制系統進行設計研究。

      首先本文選取發芽勢、發芽率做為評價棉種質量的兩個重要指標,利用數字攝像和圖像色彩分析技術對脫絨棉種顏色特征進行提取,并嚴格按照國家標準進行了種子發芽試驗。采用單變量線性回歸和逐步回歸分析方法探討了RGB顏色模型下脫絨棉種顏色特征與發芽勢、發芽率之間的相關性,揭示了RGB顏色模型下脫絨棉種顏色特征參數與其發芽勢和發芽率之間均存在顯著的相關性,證實脫絨棉種質量與其表面顏色特征具有相關性,為脫絨棉種基于RGB顏色模型進行顏色分選提供了理論依據。

      基于上述研究,并針對加工環境下脫絨棉種的分選的要求,系統采取RGB顏色模型硬件實現的方式,選用了高速度、高精度、高可靠性的RGB顏色傳感器,同時選用了高速噴嘴驅動控制電磁閥以及多通道信號實時采集和并行處理的核心芯片FPGA

      同時,為確保系統分選的精確性、穩定性和分選效率,結合系統控制參數對脫絨棉種顏色分選關鍵機構進行了分析研究,推導建57_T決定“v”型溜槽截面形狀、水平傾角以及長度這三個關鍵參數的約束方程,確立了傳感器和噴嘴的安裝位置模型,并在此基礎上,設計搭建了一個單通道試驗臺架,其溜槽板、傳感器和電磁閥三者位置能夠在理論位置的基礎上自由調整。

      然后,以單片機AT89C51為主控制核心,以FPGA芯片為數據處理核心,重點對脫絨棉種顏色分選控制系統存儲空間的擴展與分配、人機界面系統以及控制系統的核心部分——數據采集處理系統進行了設計,并實時地在QuartusⅡ5.0環境下對主要模塊進行了仿真驗證。同時,針對加工環境下可能導致分選控制系統不能長期穩定可靠的運行的干擾因素進行了相應的抗干擾設計。

      最后對完成的分選控制系統進行仿真和調試驗證,并在單通道試驗臺架上對系統進行多次的分選試驗。結果表明,該系統運行可靠穩定,分選效果良好,基本能夠滿足脫絨棉種顏色分選的需要a

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