空瓶检测系统人机界面设计

论文摘要

随着啤酒等饮料行业的快速发展,啤酒饮料生产技术不断更新,生产规模不断扩大,目前我国多数啤酒生产厂家正在向每小时四万瓶以上的生产线方向发展。在这种速度下,对空瓶进行人工检测将变得异常困难,急需大量空瓶在线检测设备。在线高速智能空瓶检测系统,基于图像处理及机器视觉技术,在保证高速、高精度的前提下,对空瓶进行全面检测并准确剔除。本系统将机器视觉应用于啤酒瓶空瓶检测,使用CCD相机、合理采用光源、应用光学原理采集图像,对图像进行滤波、定位、增强、分割等算法处理,最终根据缺陷点灰度值的差异进行图象识别。结合PLC与计算机,将其应用于啤酒生产线,形成在线高速智能空瓶检测系统,并对其软件进行扩展,使其包含图象处理、人机界面、数据库管理、故障诊断等多方面功能。本系统的人机界面是利用Microsoft Visual Basic 6.0开发,控制部分采用德国西门子公司的S7 300 PLC,光源采用美国Ai(Advanced illumination)公司的LED光源,图像采集及处理部分采用加拿大DALSA公司的Sherlock软件作为辅助工具,各部分之间的通讯通过普通的Internet网络实现。整个系统是一个集控制、机械、电气、光学、检测于一体的智能设备,要保证在高速度、高精度、高稳定性的前提下各个部分协调一致,实现过程中确实存在一些问题。在实现基本功能的基础上,不断优化各个部分的算法及程序,缩短运行时间,达到预期的运行速度和精度要求。本课题所作的工作主要包括以下几个方面:1.人机界面系统界面的开发设计。2.Access数据库的建立,程序中的访问和操作数据库的实现。3.各个检测功能单元,如瓶口检测、瓶底检测、瓶壁检测等,实时显示图像的实现。4.界面与PLC的通信的实现等。本文论述了国内外高速空瓶检测技术的发展与应用现状,介绍了相关的机器视觉和图像处理技术,深入研究了数据库的建立,人机界面与数据库、PLC及图像处理模块数据通讯的实现方法。对课题研究过程中出现的问题进行了原因分析并结合实际情况给出了具体的解决方案。

论文目录

• 目录
• CATALOG
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 前言
• 1.1 空瓶检测技术发展现状
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 本论文主要研究内容
• 第二章 空瓶检测系统概述
• 2.1 系统构成
• 2.1.1 系统组成及工作流程
• 2.1.2 系统硬件结构
• 2.2 系统控制单元概述
• 2.2.1 控制单元构成
• 2.2.2 控制单元功能
• 2.3 图像采集与处理
• 2.3.1 图像采集处理原理
• 2.3.2 照明及图像采集
• 2.4 基于机器视觉的人机界面
• 2.4.1 机器视觉概述
• 2.4.2 系统人机界面概述
• 2.5 本章小结
• 第三章 人机界面设计
• 3.1 主界面
• 3.2 用户管理模块
• 3.3 检测模块
• 3.4 数据信息模块
• 3.5 参数设置模块
• 3.6 帮助模块
• 3.7 本章小结
• 第四章 系统人机界面关键技术
• 4.1 数据库技术
• 4.1.1 本系统中的数据库
• 4.1.2 VB访问Access数据库的方式
• 4.1.3 用ADO操作数据库
• 4.1.4 数据环境设计器的使用
• 4.1.5 数据库绑定控件访问数据库
• 4.2 人机界面与图像处理软件 Sherlick通信
• 4.2.1 创建Sherlock对象
• 4.2.2 显示Sherlook图像
• 4.2.3 读写Sherlock中的变量
• 4.3 人机界面与控制单元通讯
• 4.3.1 OPC简介
• 4.3.2 OPC服务器与PLC的连接
• 4.3.3 VB中人机界面与OPC的连接
• 4.3.4 VB中实现 PC与PLC通讯的其他方法
• 4.4 系统网络功能
• 4.4.1 选择通讯协议
• 4.4.2 协议设置
• 4.4.3 使用TCP协议建立通讯
• 4.4.4 使用UDP协议建立通讯
• 4.5 其他
• 4.5.1 程序中的特殊窗体——软键盘
• 4.5.2 图标菜单
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 不足之处
• 附录、附图表
• 引文出处及参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表