摘要
電分選技術(shù)廣泛應(yīng)用在廢舊物料品質(zhì)檢測與分級領(lǐng)域，該技術(shù)的運用可以大大提高物料的品質(zhì)，增加其附加值，帶來很好的社會經(jīng)濟效益。因此對光電分選系統(tǒng)的研究有著重要的現(xiàn)實意義。
本文是在借鑒國內(nèi)外先進分選技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種雙從CPU控制的光電分選系統(tǒng)。在通過對分選系統(tǒng)各個機構(gòu)和對影響物料分選各個因素的分析后，給出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，本文著重對物料分選系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)和光電檢測子系統(tǒng)進行研究和設(shè)計。分選系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)，本文采用ARM作為整個系統(tǒng)的控制CPU，DSP作為光電檢測信號的計算密集型運算CPU，構(gòu)成主從協(xié)同的雙CPU結(jié)構(gòu)，共同完成物料分選系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)處理和控制功能，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和運算速度。光電檢測子系統(tǒng)，利用物料的光學(xué)特性和光傳感器線陣CCD(Colony Collapse Disorder)的高清晰高分辨的成像原理來準(zhǔn)確的分選不同的物料。采用線陣CCD對物料進行動態(tài)掃描，得到圖像數(shù)據(jù)，以Xilinx公司的FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片XSC4OXL作為主控制器和處理器，對數(shù)據(jù)進行高速并行處理，滿足系統(tǒng)設(shè)計的實時性要求。仿真結(jié)果的分析表明，這種方法大大提高了識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞 線陣CCD；光電分選；FPGA；主從控制

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

目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 課題研究的背景和意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 國外光電分選系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 國內(nèi)光電分選系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 2
1.3 本文主要研究內(nèi)容 3
第2章 廢舊物料光電分選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4
2.1 分選的目的 4
2.2 光電分選系統(tǒng)的工作原理 4
2.3 廢舊物料光電分選系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 5
2.4 工藝指標(biāo) 7
2.5 影響分選系統(tǒng)因素分析 8
2.6 本章小結(jié) 9
第3章 光電分選系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計 10
3.1 方案的選擇 10
3.1.1 主處理器的選擇 10
3.1.2 從處理器的選擇 11
3.1.3 確定方案 11
3.2 基于DSP的數(shù)據(jù)處理 12
3.2.2 A/D采集電路 15
3.2.3 軟件設(shè)計 16
3.3 DSP與ARM之間的通信 19
3.3.1 DSP的HPI接口 19
3.3.2 ARM與DSP的通信 20
3.4 基于ARM微處理器的控制系統(tǒng)設(shè)計 21
3.4.1 ARM基本電路設(shè)計 21
3.4.2 軟件設(shè)計 24
3.5 本章小結(jié) 24
第4章 光電分選系統(tǒng)信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計 26
4.1 線陣CCD的特點及應(yīng)用 26
4.1.1 線陣CCD的工作原理 26
4.1.2 CCD降噪技術(shù)分析 26
4.1.3 線陣CCD的選擇 27
4.2 檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計 28
4.2.1檢測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 28
4.2.2 CCD硬件設(shè)計 28
4.2.3 存儲電路的選擇 30
4.2.4 信號調(diào)整和A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計 31
4.2.5 處理器芯片的選擇 32
4.2.6 電源電路設(shè)計 33
4.3 基于FPGA的檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 34
4.3.1 高頻時鐘的分頻和倍頻設(shè)計 35
4.3.2 CCD時序邏輯控制的設(shè)計 37
4.3.3 通信系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) 38
4.4 樣本數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)脑O(shè)計及實現(xiàn) 43
4.5 圖像識別處理的設(shè)計及實現(xiàn) 46
4.5.1 圖像識別準(zhǔn)則 46
4.5.2 圖像識別算法 47
4.5.3 異物位置信號的設(shè)定 48
4.6 本章小結(jié) 49
第5章 檢測系統(tǒng)的辨識及MATLAB仿真 50
5.1 識別方法介紹 50
5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介 50
5.3 BP網(wǎng)絡(luò) 50
5.4識別中的BP網(wǎng)絡(luò)算法 50
5.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別的MATLAB仿真 54
5.6本章小結(jié) 59
結(jié)論 60
參考文獻 61