[發明專利]一種基于ZigBee和TCS230的無線顏色檢測系統

在審

• 申請號: 201610588307.7
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN107655572A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 田榮俠
• 申請（專利權）人: 田榮俠
• 主分類號: G01J3/50
• 分類號: G01J3/50;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種檢測系統，尤其涉及一種基于ZigBee和TCS230的無線顏色檢測系統。

背景技術

顏色檢測技術在工業自動化領域的應用非常廣泛，其中較為典型的應用有：回收塑料瓶的自動顏色分選；蔬菜的識別和分類；水果在線檢測和質量控制等等。此類顏色檢測是基于圖像處理技術，通過對被測物圖像的測定和還原來達到顏色識別的目的。該法通常采用彩色面陣CCD攝像機采集目標圖像，把圖像像素的RGB分值作為識別依據，系統集成度高，處理數據量大，成本較高，價格較貴，很大程度限制了檢測的便捷性和低成本應用。工業現場中需要對某一個不規則外形的工件進行多個位置的顏色檢測，用以判別該工件顏色值及均勻度等，則上述檢測方法存在其局限性。

ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱（又稱紫蜂協議）來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。

發明內容

本發明的目的是針對彩色面陣CCD攝像機采集顏色值數據量大、成本高的不足的問題，設計了一種基于ZigBee和TCS230的無線顏色檢測系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于ZigBee和TCS230的無線顏色檢測系統由ZigBee無線網絡、TCS230顏色檢測節點和上位機控制中心等構成。系統控制中心的上位機負責數據存儲和人機交互，并通過ZigBee無線通信網絡對多個顏色檢測節點進行實時監控和管理，各個顏色檢測節點通過ZigBee網絡實現互連互通和信息交換。當ZigBee收發模塊接收到指令信息后送往節點微控制器，微控制器根據指令要求，啟動光源電路和顏色傳感器TCS230工作，獲取檢測目標的RGB值，并將該節點數據經ZigBee網絡將傳送回上位機控制中心，完成顏色檢測。

所述的ZigBee網絡采用TI公司的無線SoC集成芯片CC2530以及TI2007版ZigBee協議棧，包含ZigBee協調器和ZigBee收發模塊。

所述的TCS230是美國TAOS公司推出的可編程彩色光到頻率的轉換器，它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉換器集成在一個單一的CMOS電路上，并且集成了紅、綠、藍（RGB）3種濾光器，具有數字兼容接口。該傳感器利用對反射光中三原色的吸收原理，將所檢測到的顏色轉換成相應頻率。

所述的系統的顏色檢測電路包括CC2530片上的8051微控制器、TCS230顏色傳感器、LED照明光源電路。

所述的上位機控制中心由工業PC機、ZigBee協調器和其他外部設備組成，負責ZigBee網絡與控制中心之間的相互通信，以及各顏色檢測節點工作狀態的實時控制、顯示和數據存儲。

本發明的有益效果是：

基于ZigBee和TCS230的無線顏色檢測系統采用新型高分辨率TCS230顏色傳感器檢測各個目標顏色，快速、準確地獲取目標的RGB值，有效減少了采集源頭的數據量，為無線傳輸低速率、低功耗的應用要求提供了保證；利用ZigBee技術構建無線通信網絡，實現多個檢測節點與控制中心便捷、穩定的通信。系統設計的顏色節點充分利用了CC2530的片上資源，電路簡潔，布置靈活，可滿足對多個檢測工件、或一個工件多個位置的RGB顏色值檢測和數據傳輸，應用前景廣泛。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是系統結構框圖。

圖2是TCS230顏色檢測電路圖。

圖3是TCS230顏色檢測流程圖。

具體實施方式