基于顏色識(shí)別的自動(dòng)分揀系統(tǒng)

1、基于顏色識(shí)別的自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單位：電信1與電氣3課題組成員：康強(qiáng) 姚順生 儲(chǔ)慶 程飛課題組長(zhǎng)：康強(qiáng)v一、一、2121世紀(jì)是信息時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，世紀(jì)是信息時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，儀器儀表趨于數(shù)字化、智能化。儀器儀表趨于數(shù)字化、智能化。v二、在我國(guó)社會(huì)主義工業(yè)化的大背景下，二、在我國(guó)社會(huì)主義工業(yè)化的大背景下， 要要求產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械化、智能化，提高生產(chǎn)效率，求產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械化、智能化，提高生產(chǎn)效率，把人從體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。把人從體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。v三、廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，如：三、廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，如：（1 1）制藥行業(yè)：藥丸分揀）制藥行業(yè)：藥丸分揀 （2 2）農(nóng)業(yè)：水果蔬菜成

2、熟度的篩選）農(nóng)業(yè)：水果蔬菜成熟度的篩選 （3 3）生物醫(yī)學(xué)：）生物醫(yī)學(xué)：對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)（4 4）貨物快遞行業(yè)：對(duì)貨物和快遞進(jìn)行分類）貨物快遞行業(yè)：對(duì)貨物和快遞進(jìn)行分類我們系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：把各種顏色的小球逐個(gè)放進(jìn)分揀機(jī)器中，通過(guò)該機(jī)器的檢測(cè)，將各種顏色的小球分別放入相對(duì)應(yīng)的容器中，并將不能識(shí)別的小球歸為廢品。系統(tǒng)主要組成部分本系統(tǒng)主要用到了下列本系統(tǒng)主要用到了下列儀器：儀器：（1）單片機(jī)及其相關(guān)模）單片機(jī)及其相關(guān)模塊構(gòu)成的最小系統(tǒng)塊構(gòu)成的最小系統(tǒng)（2）顏色傳感器）顏色傳感器（3）霍爾開(kāi)關(guān)）霍爾開(kāi)關(guān)（4）液晶顯示器）液晶顯示器LCD1602（5）WTV020-S芯片芯片（6）步進(jìn)

3、電機(jī)）步進(jìn)電機(jī)（7）其它）其它1）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)8k字節(jié)字節(jié)FLASH閃存閃存 ，512字節(jié)內(nèi)部字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)個(gè)I/O口線，三個(gè)口線，三個(gè)16位定時(shí)、計(jì)數(shù)器位定時(shí)、計(jì)數(shù)器一個(gè)六向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)一個(gè)全雙工串行通訊口，內(nèi)置一個(gè)精密一個(gè)六向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)一個(gè)全雙工串行通訊口，內(nèi)置一個(gè)精密比較器比較器 ，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路2）功能功能在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)用于：在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)用于：接收紅外傳感器的信號(hào)，判斷系統(tǒng)是否放入彩球；發(fā)出信號(hào)觸發(fā)接收紅外傳感器的信號(hào)，判斷系統(tǒng)是否放入彩球；發(fā)出信號(hào)觸發(fā)液晶顯示器顯示彩球顏色；對(duì)彩球進(jìn)行邏輯判斷；驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)液晶顯示器顯示彩球顏色；對(duì)彩球進(jìn)

4、行邏輯判斷；驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)傳送彩球；單片機(jī)連接串口通信傳送彩球；單片機(jī)連接串口通信 ，實(shí)現(xiàn)半雙工或全雙工，實(shí)現(xiàn)半雙工或全雙工TCS3200：由三原色感應(yīng)原理可知，任何一種顏色都是：由三原色感應(yīng)原理可知，任何一種顏色都是由紅綠藍(lán)組成的，如果知道構(gòu)成某種顏色的由紅綠藍(lán)組成的，如果知道構(gòu)成某種顏色的RGB的值，的值， TCS3200就選定對(duì)應(yīng)的濾波器，它只允許某種特定的原就選定對(duì)應(yīng)的濾波器，它只允許某種特定的原色通過(guò)。這樣，通過(guò)色通過(guò)。這樣，通過(guò)RGB的值就可以分析投射到的值就可以分析投射到TCS3200傳感器上的顏色。傳感器上的顏色。 S0、S1來(lái)選擇輸出比例因子或電源關(guān)斷式；來(lái)選擇輸出比例因子或電

5、源關(guān)斷式； S2、S3來(lái)選擇濾波器的類型。來(lái)選擇濾波器的類型。霍爾開(kāi)關(guān)電路又稱霍爾數(shù)字電路，利用霍爾原理制成。l功能：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)把彩球傳送到指定容器后，步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)向起始位置，霍爾開(kāi)關(guān)把電磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)化成一個(gè)觸發(fā)電平，單片機(jī)接收到這個(gè)出發(fā)電平后，使步進(jìn)電機(jī)停止，電機(jī)回位。l紅外傳感器的工作原理利用紅外線的物理性質(zhì)紅外傳感器的工作原理利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，主要由一個(gè)發(fā)射源和一個(gè)接收器來(lái)進(jìn)行測(cè)量，主要由一個(gè)發(fā)射源和一個(gè)接收器兩部分組成。在本系統(tǒng)中用于檢測(cè)是否有小球兩部分組成。在本系統(tǒng)中用于檢測(cè)是否有小球存在。存在。l體積小，性能卓越體積小，性能卓越字符型LCD1602液晶顯示

6、是一種專門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式的液晶模塊。 彩球經(jīng)過(guò)通過(guò)顏色傳感器采集信息送給單片機(jī)判別后，將特定的顏色通 過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)。 在我們這個(gè)系統(tǒng)中用于顯 示系統(tǒng)判斷出的小球顏色n語(yǔ)音芯片是將語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)WTV020在的SD中，再通過(guò)語(yǔ)音模塊的電路將SD中的數(shù)字信號(hào)還原成語(yǔ)音信號(hào)。n在顏色傳感器識(shí)別到小球的顏色后， 將小球的顏色信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)觸發(fā)語(yǔ)音播報(bào)模塊進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)彩球的顏色。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：是一種專門(mén)用于速度和位置精確控制的特種電機(jī)，它旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運(yùn)行的，故稱步進(jìn)電機(jī)。一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)一步，每一步旋轉(zhuǎn)固定的

7、角度。步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式、反應(yīng)式和混合式。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，步進(jìn)角一般為1.5度；混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)，分為兩相和五相 ，兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角 一般為 0.72度，這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng) 用最為廣泛。本系統(tǒng)最好采用微步電機(jī)，精確度更高；為了考慮成本，所以 選用步進(jìn)電機(jī)。 nTHB7128驅(qū)動(dòng)器：驅(qū)動(dòng)器：n由于步進(jìn)電機(jī)的工作電由于步進(jìn)電機(jī)的工作電源是源是12V，單片機(jī)的工，單片機(jī)的工作電源只有作電源只有5V，因此，因此，步進(jìn)電機(jī)需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行小球分揀時(shí)，當(dāng)系

8、統(tǒng)進(jìn)行小球分揀時(shí)，單片機(jī)給單片機(jī)給THB7128驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器一個(gè)命令，器一個(gè)命令，THB7128驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。 系統(tǒng)電路原理圖電路板實(shí)物圖1. 紅外線傳感器沒(méi)有檢測(cè)到小球：紅外傳感器發(fā)射源沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)小球;調(diào)整發(fā)射源的位置，紅外傳感器也不能檢測(cè)到小球；最后檢測(cè)電路板是由于對(duì)TCS32OO輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的P35引腳漏焊。2. 步進(jìn)電機(jī)沒(méi)有回到原點(diǎn)：霍爾傳感器沒(méi)有接收到電磁信號(hào);把系統(tǒng)復(fù)位，重新檢測(cè)；3. 小球語(yǔ)音報(bào)錯(cuò):采樣出錯(cuò)，識(shí)別出錯(cuò);重新采集小球的信息，系統(tǒng)能正常播報(bào)；4. 分揀位子送錯(cuò)：步進(jìn)電機(jī)有沒(méi)有接收到驅(qū)動(dòng)脈沖；5. 芯片不能工作：檢查程序沒(méi)有輸入到單片機(jī)里;6. 如無(wú)上述現(xiàn)象，在工作臺(tái)上放置本裝置，實(shí)現(xiàn)功能，即本設(shè)計(jì)調(diào)試正確。 第六部分 實(shí)物原理圖第七部分第七部分 心得體會(huì)心得體會(huì)l1 通過(guò)本次實(shí)訓(xùn)，讓我對(duì)繪制電路原理圖和制作PCB板有了更深的了解。l2 通過(guò)實(shí)際的制作電路圖和制作電路板，讓我的實(shí)際操作能力得到鍛煉和提升l3 通過(guò)小組的學(xué)習(xí)，讓我懂得了“團(tuán)結(jié)就是力量”，團(tuán)隊(duì)合作的力量能幫助我們克服項(xiàng)目