基于电容式传感器的烟支空头检测系统设计

论文摘要

为提高系统的兼容性、识别准确率和提高空头烟支检测与剔除的自动化程度，本文设计了烟支空头检测系统。该系统安装于烟支卷包机的下烟道，在烟支装入模盒前对单支空头烟进行检测和剔除。现有的烟支检测系统的剔除精度低、兼容性和稳定性差、浪费严重而且对工作环境要求严格，这些是该系统设计中迫切需要解决的问题。本文将电容式传感器和现场可编程逻辑阵列（FPGA）应用于空头烟支自动检测和剔除系统中。通过对传感器的分类和特性分析，采用了高精度和高灵敏度的电容式传感器作为系统的检测装置。硬件部分采取模块化设计方式，构建了系统的硬件平台。以硬件平台为基础，对FPGA编程实现数据判决和接口控制，数据判决中所需参数均由前端电容式传感器采集，并经过AD转换得到。该设计使系统的处理更为灵活，能够适应复杂多变的工作环境，稳定性、可靠性、剔除率和剔除精度有了明显的提高。经过仿真，模块联合测试和现场调试，系统硬件和软件工作正常，性能有了较大提升，测试结果达到预期要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 烟支空头检测技术研究现状
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.3 论文工作及内容安排
• 第二章 烟支空头检测系统的工作原理
• 2.1 烟支空头检测系统的工作原理
• 2.2 传感器的分类和选择
• 2.3 烟支空头检测性能评估
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于电容式传感器的烟支空头检测
• 3.1 电容式传感器的检测原理
• 3.2 基于电容式传感器的烟支空头检测方法
• 3.3 基于电容式传感器的烟支空头检测原理
• 3.4 基于电容式传感器烟支空头检测的数据处理
• 3.4.1 电容式传感器检测数据的转换
• 3.4.2 电容式传感器检测数据的融合
• 3.5 本章小结
• 第四章 烟支空头检测系统设计
• 4.1 系统硬件设计和实现
• 4.1.1 硬件组成与工作原理
• 4.1.2 硬件选型和设计
• 4.1.3 系统硬件实现
• 4.2 系统软件设计和实现
• 4.2.1 开发平台介绍
• 4.2.2 系统软件实现流程
• 4.2.3 系统软件功能分析
• 4.2.4 烟支剔除算法及软件设计
• 4.2.5 接口程序设计
• 4.2.6 系统软件实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 烟支空头检测系统的测试与结果分析
• 5.1 测试环境
• 5.2 电容式传感器的测试
• 5.3 烟支空头检测系统的测试与结果分析
• 5.3.1 AD 采样电路测试
• 5.3.2 剔除单元测试
• 5.3.3 显示模块测试
• 5.3.4 系统整体测试与结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 进一步研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果