[實用新型]蔗糖結晶圖像無線采集處理系統

有效

• 申請號: 201520832012.0
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN205123903U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 潘澤鍇;盧勇威;覃貴禮;羅云芳;黃月英
• 申請（專利權）人: 廣西職業技術學院
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/00
• 代理公司: 廣西南寧明智專利商標代理有限責任公司 45106
• 代理人: 黎明天

技術領域

本實用新型涉及一種制糖工藝中的煮糖結晶自動控制系統中的圖像采集裝置，屬于制糖自動化控制領域。

背景技術

煮糖是蔗糖制煉工藝過程中關鍵的一環，煮糖過程是蔗糖結晶的生產過程，而這個過程伴隨著非常復雜的物理和化學變化。這個過程本身受干擾因素很多，非線性變化較強，其內部機理難以用一個準確模型來描述。因此，一般的控制方法很難奏效，必須研究新技術、新方法，盡可能通過保持過飽和度和晶體含量的穩定來保證蔗糖結晶質量。

蔗糖結晶過程控制是國內糖廠生產過程中自動化程度較低的工序。蔗糖結晶過程控制都是由現場監控人員通過特別裝置抽取煮糖罐中的樣品，利用手、眼等感官，參照以前的經驗推測結晶程度來控制閥門開關度完成整個煮糖工序，人為因素對白砂糖質量影響十分明顯。

在工業自動化煮糖系統中引入基于圖像處理控制技術，可以很好規避人工判斷存在的誤差，把人為因素降到最低，亦加快了信息處理速度，突出人們需要的有用信息，有利于實現標準化、規模化、產業化。而在此控制過程中，圖像始終是設計面對的最重要對象，圖像包含所有要提取的控制參數，采集圖像質量直接影響到后期的數學建模和圖像處理的效果，所以實現符合圖像要求的圖像采集裝置尤為重要。

隨著嵌入式技術的不斷發展、成熟，嵌入式處理芯片性能得到了不斷的提高，加上數字圖像處理技術推波助瀾，使得基于嵌入式的圖像采集與處理技術充滿無限的發展前景。但是針對制糖工業現場環境中還有一些技術瓶頸尚待解決，在實現這個工業過程自動化設計的同時還要考慮在工廠復雜環境中保持信息的快速、安全、連續傳輸，保持系統控制的實時性。因此，在原有設備部分實現生產自動化的基礎上，建立一種基于蔗糖結晶過程的圖像采集處理系統有其現實意義。

實用新型內容

本實用新型提出一種蔗糖結晶過程的圖像無線采集處理系統，用于對煮糖過程蔗糖結晶情況的實時監測，及時調節閥門開度控制煮糖結晶過程；另一個方面是采集到的圖像為后期圖像處理提取控制參數實時在線實現整個過程的自動控制。

為解決上述問題，本實用新型通過以下方式實現：

一種蔗糖結晶圖像無線采集處理系統，該系統包括圖像數據前端采集存取器模塊、嵌入式處理平臺模塊、無線傳輸模塊和工控機接收處理模塊。圖像數據前端采集存取模塊通過焊接的支架固定在蔗糖結晶罐上，CMOS攝像頭對準觀察窗，觀察窗和CMOS攝像頭通過安裝在蔗糖結晶罐的隔熱玻璃分隔兩邊，補光燈安裝在阻隔保護裝置上，方向對準觀察窗，圖像數據前端采集存取模塊、補光燈和USB無線網卡封閉在阻隔保護裝置內部；嵌入式處理平臺模塊封閉于圖像數據前端采集存取模塊內部，兩個USB無線網卡分別安裝在嵌入式處理平臺和工控機上，無線路由器放置在嵌入式處理平臺和工控機之間，兩個USB無線網卡和無線路由器組成無線傳輸模塊，工控機和液晶顯示器放置封閉房間內。

所述圖像數據前端采集存取模塊包括嵌入式處理平臺和CMOS攝像頭兩部分，USB無線網卡通過嵌入式處理平臺擴展的USB接口直接相連，嵌入式處理平臺和USB無線網卡封裝在隔熱裝置內；CMOS攝像頭包括L形電路板和安裝在電路板上CMOS圖像傳感器，嵌入式處理平臺與電路板通過擴展接口排線相連接，圓柱形鍍膜鏡頭套在CMOS圖像傳感器前面，整個電路板和鍍膜鏡頭封裝在塑料模具內部。

所述工控機為具有Windows操作系統的工業計算機，安裝有圖像處理軟件；嵌入式處理平臺為具有嵌入式操作系統的嵌入式硬件裝置，配備液晶屏顯示，使用觸摸筆控制，并且安裝有USB軟件驅動、圖像采集控制和圖像處理軟件。

在系統整體運行過程中，圖像采集存儲模塊先通過CMOS圖像傳感器實現對蔗糖結晶圖像的獲取并且送嵌入式系統存儲；嵌入式處理平臺模塊負責對采集到的圖像進行編碼、壓縮處理，并把處理好的信息送無線傳輸模塊；無線傳輸模塊利用組建好的無線網絡把嵌入式系統處理好的圖像通過無線的方式傳輸出去；工控機接收處理模塊負責把前端采集到的圖像接收保存，并且進行圖像處理提取控制特征參數為自動控制系統提供依據。