一种棉花异纤分拣机控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种棉花异纤分拣机控制系统及控制方法，控制系统包括控制驱动装置进行异纤清除的单片机；执行异纤识别算法的DSP处理器；与上位机通讯的ARM处理器。所述方法为：ARM处理器将每帧图像行数发送给DSP处理器，DSP处理器执行异纤识别算法，将运算得到的异纤位置信号输送到单片机，单片机进行异纤清除。本发明专利技术的系统及方法，能够采集棉花图像信号，传送到上位机用以调整摄像机，保证图像质量，并根据采集的图像信号识别异纤并予以清除。多个微控制器相互分工配合，不仅解决了系统的实时性问题，而且运行稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及棉花异纤分拣机控制，具体的说，是一种基于多嵌入式微控制器的棉花异纤分拣机控制系统及控制方法。
技术介绍
在棉花采集过程中，原棉中混入大量的异性纤维。异性纤维(简称异纤)会影响布面的质量和染色的效果，因此如何清除异性纤维已成为棉纺织业的重要工序之一。大多数现有的异纤清除设备使用工控机作为主控制器，通过PCI总线扩展图像采集卡，执行图像处理程序，确定异纤位置，驱动清除设备，完成异纤的清除。在异纤清除机中，棉花图像的采集和清除装置运行的时间间隔必须是确定的。然而，在工控机上安装的 Windows操作系统安装并不是实时操作系统，所以异纤的识别和清除命令的发送之间的时间间隔并不是确定的。在这种情况下，即使系统正确识别了异纤，但并不能保证正确的清除。可见，系统产生误动作的原因是由于现有控制系统的设计方法不能保证系统在正确的时间发出正确的操作命令。为此，一些研究开人员提出了基于嵌入式微控制器的异纤分拣机，但多使用一片 DSP微控制器完成全部功能，难以保证控制的实时性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多嵌入式微控制器的棉花异纤分拣机控制系统及控制方法，用于解决现有采用单个DSP的系统难以保证实时性的问题。为实现专利技术目的，本专利技术的一种方案是一种棉花异纤分拣机控制系统，包括用于控制驱动装置进行异纤清除功能的单片机；用于执行异纤识别算法的DSP处理器，所述 DSP处理器输出连接所述单片机，将运算得到的异纤位置信号输送到单片机；用于与上位机通讯的ARM处理器，所述ARM处理器依次连接MAC模块、PHY模块与上位机；所述DSP处理器与ARM处理器均连接有各自的SDRAM ；ARM处理器与DSP处理器通讯连接，在初始化时，ARM处理器将每帧图像行数发送给DSP处理器；用于连接工业数字摄像机的数据传输接口，该数据传输接口连接反序列化处理电路，该反序列化处理电路输出像素时钟信号、图像数据信号、帧有效信号及行有效信号；帧有效信号和行有效信号用于实现ARM处理器、DSP 处理器、单片机的同步。图像数据信号通过数据总线分别连接第一 SRAM与第二 SRAM，第一 SRAM与第二 SRAM分别对应连接DSP处理器与RAM处理器；像素时钟信号连接一个计数器的计数输入端，该计数器的输出端通过地址总线分别连接所述第一 SRAM与第二 SRAM，计数器的溢出触发信号连接一个触发器的时钟输入端，该触发器的输出端分别连接所述第一 SRAM 与第二 SRAM的高位地址线。进一步的，所述计数器为10位计数器。进一步的，所述第一 SRAM与第二 SRAM均为11位双端口 SRAM。进一步的，图像数据信号为M位图像数据，通过M位数据总线分别连接第一SRAM与第二 SRAM的低M位数据线，所述第一 SRAM与第二 SRAM的高8位数据线接地。进一步的，所述10位计数器输出通过10位地址总线连接所述第一 SRAM与第二 SRAM。进一步的，所述触发器为JK触发器，工作在反转模式。进一步的，所述DSP处理器与ARM处理器通过SPI总线通讯连接。进一步的，所述用于连接工业数字摄像机的数据传输接口还连接有LVDS/C0MS电平转换电路，该LVDS/C0MS电平转换电路连接所述ARM处理器的串行口 ；从上位机发出的摄像机参数调整命令通过所述ARM处理器、LVDS/C0MS电平转换电路、数据传输接口发送到工业数字摄像机。进一步的，所述用于连接工业数字摄像机的数据传输接口为MDM6接口。本专利技术的另一种方案是一种棉花异纤分拣机的控制方法，首先在计数器与触发器的控制下，将来自工业数字摄像机的图像数据存入第一 SRAM与第二 SRAM，然后分别存入对应DSP处理器与RAM处理器的第一 SDRAM与第二 SDRAM ；接着，ARM处理器处理第二 SDRAM 中的图像数据，并将处理后的图像数据发送到上位机，DSP处理器根据第一 SDRAM中的图像数据，执行异纤识别算法，并将运算得到的异纤位置信号输送到单片机；单片机根据收到的异纤位置信号，控制驱动装置进行异纤清除功能。本专利技术采用了三块微控制器，包括ARM、DSP及单片机。ARM处理器通过网络将帧图像数据传至上位机，使操作者可以根据图像质量调整摄像机参数，并告知DSP处理器每帧图像的行数；DSP处理器专用于执行异纤识别算法，并将异纤位置告知单片机；单片机完成异纤的清除以及其余功能。采用本专利技术的控制方法，能够采集棉花图像信号，传送到上位机用以调整摄像机，保证图像质量，并在运行时根据采集的图像信号识别异纤并予以清除。 三块微控制器相互分工配合，不仅解决了系统的实时性问题，而且系统运行稳定可靠。附图说明图1是本专利技术系统的棉花异纤分拣机控制系统框图； 图2是本专利技术方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。系统实施例本专利技术的棉花异纤分拣机控制系统采用多嵌入式微控制器的设计，分别设置了三块微控制器，实现不同的功能，并进行协调配合，最终完成异纤分拣工作。如图1所示，三块微控制器分别为包括用于控制驱动装置进行异纤清除功能的单片机，单片机采用51单片机； 用于执行异纤识别算法的DSP处理器，所述DSP处理器输出连接所述单片机，将运算得到的异纤位置信号输送到单片机；用于与上位机通讯的ARM处理器，所述ARM处理器依次连接MAC模块、PHY模块与上位机；MAC就是媒体接入控制器，用以实现以太网的数据链路层。新的MAC芯片同时支持 10/100/1000Mbps速率，并可实现MII/GMII/RGMII接口，以同标准PHY芯片实现接口 ；PHY 是物理接口收发器，用以实现以太网的物理层；PHY芯片通过RJ-45接口连接上位机。所述DSP处理器与ARM处理器均连接有各自的SDRAM ；ARM处理器与DSP处理器通过SPI总线通讯连接，在初始化时，ARM处理器将每帧图像行数发送给DSP处理器；为了与微控制器配合，系统还包括工业数字摄像机连接MDM6接口(一种专用于数字摄像机的数据传输接口)，MDM6接口连接反序列化处理电路，该反序列化处理电路输出像素时钟信号、图像数据信号、帧有效信号及行有效信号；帧有效信号和行有效信号用于实现 ARM处理器、DSP处理器、单片机的同步。即单片机收到帧有效信号和行有效信号后，启动10 位计数器及两片双端口 SRAM的工作，行有效信号无效后，单片机向RM处理器和DSP处理器发出行结束信号，帧有效信号无效后，单片机向RM处理器和DSP处理器发出帧结束信号；图像数据信号通过M位数据总线分别连接第一 SRAM与第二 SRAM，第一 SRAM与第二 SRAM分别(通过各自的数据与地址线)对应连接DSP处理器与RAM处理器；第一 SRAM与第二 SRAM均为11位双端口 SRAM，它们均有32位数据总线，高8位接地，低M位连接上述 24位数据总线；像素时钟信号连接一个10位计数器的计数输入端，该计数器的输出端通过地址总线分别连接所述第一 SRAM与第二 SRAM，计数器的溢出触发信号连接一个JK触发器的时钟输入端，该JK触发器的输出端分别连接所述第一 SRAM与第二 SRAM的高位地址线，该JK触发器工作在反转模式。上述的系统即能够实现异纤分拣，为了进一步的能够根据图像效果调整工业摄像机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种棉花异纤分拣机控制系统，其特征在于，包括：用于控制驱动装置进行异纤清除功能的单片机；用于执行异纤识别算法的ＤＳＰ处理器，所述ＤＳＰ处理器输出连接所述单片机，将运算得到的异纤位置信号输送到单片机；用于与上位机通讯的ＡＲＭ处理器，所述ＡＲＭ处理器依次连接ＭＡＣ模块、ＰＨＹ模块与上位机；所述ＤＳＰ处理器与ＡＲＭ处理器均连接有各自的ＳＤＲＡＭ；ＡＲＭ处理器与ＤＳＰ处理器通讯连接，在初始化时，ＡＲＭ处理器将每帧图像行数发送给ＤＳＰ处理器；用于连接工业数字摄像机的数据传输接口，该数据传输接口连接反序列化处理电路，该反序列化处理电路输出像素时钟信号、图像数据信号、帧有效信号及行有效信号；帧有效信号和行有效信号用于实现ＡＲＭ处理器、ＤＳＰ处理器、单片机的同步；图像数据信号通过数据总线分别连接第一ＳＲＡＭ与第二ＳＲＡＭ，第一ＳＲＡＭ与第二ＳＲＡＭ分别对应连接ＤＳＰ处理器与ＲＡＭ处理器；像素时钟信号连接一个计数器的计数输入端，该计数器的输出端通过地址总线分别连接所述第一ＳＲＡＭ与第二ＳＲＡＭ，计数器的溢出触发信号连接一个触发器的时钟输入端，该触发器的输出端分别连接所述第一ＳＲＡＭ与第二ＳＲＡＭ的高位地址线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，张聚伟，张松灿，徐迎曦，袁澜，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：41