全自动化空瓶检测系统软件设计与开发

论文摘要

近年来,国家对灌装前食品饮料包装瓶的质量检测越来越重视。随着自动化程度的提高,目前国际先进的基于机器视觉的空瓶检测最高速度已经达到20瓶／秒,但国内很多企业仍然采用人工检测方法,这种落后的检测方法已经无法满足高速灌装线的检测要求。目前国内企业采用的自动检测设备完全依赖于进口,所以开发具有自主知识产权的高速自动化灌装线检测系统以替代昂贵的进口设备符合我国市场的迫切需求。本课题正是为改变这种现状的一次研发,全自动化空瓶检测系统是集机器视觉、精密机械、实时控制等于一体的高速在线检测设备。本课题软件系统采用C++语言在Visual C++环境下开发设计,由于C++语言的运行快速、接近硬件平台等特性,便于系统进行低层硬件操作、开发图像图例软件、直接与数据采集卡和运动控制卡通信。本课题根据啤酒生产线的实际工艺以及检测系统的基本检测要求,开发设计了一套基于机器视觉的全自动化在线空瓶检测系统。该系统以机械、电子、软件、图像等技术为基础,结合各种辅助器件协调工作,实现检测并剔除有缺陷或有异物等不合格的空啤酒瓶。本文主要阐述了空瓶检测系统的软件系统设计与开发。首先介绍了玻璃空瓶检测课题的研究背景,国外国内的研究现状,以及我国开发自主空瓶检测系统的重要性；其次介绍了系统的总体设计目标、基本结构和工作流程、硬件构成和软件体系的设计以及软件设计的技术路线选择；然后介绍了本空瓶检测系统数据库系统的设计以及软件中VC平台下数据库访问的实现,介绍了数据库设计的相关原则和VC访问数据库的几种方式,并结合软件需求选择了合适的数据库和数据访问方式；第三,介绍了系统控制方案的选择,并重点阐述了VC环境下通过数据采集卡和运动控制板卡实现实时控制的功能；第四,通信功能的实现,着重介绍了软件跟下位图像处理系统的通信；第五,研究了当前常用的软件加密与解密方法,提出了软件与硬件结合的加密方法,并具体阐述了这些方法在本系统中的实现；最后,对软件系统进行了测试和总结,并对系统、软件等方面存在的不足之处提出了展望和改进意见。本课题通过理论研究、实际应用开发以及在实际运行环境所做的大量实验和测试,证明了本课题所提出的全自动化在线空瓶检测系统结构合理、性能稳定以及图像检测算法具有足够高的精度。目前研发的样机运行稳定、可靠,各项指标已达到预期目标。自主研发的空瓶在线检测设备适合我国国情,它对保证啤酒质量、保护消费者的身体健康具有重要作用,能够给啤酒生产厂带来经济效益；它也会给空瓶在线检测设备的生产者带来相应的经济效益;此外,它将会有效抑制进口空瓶在线检测设备的价格,维护国家利益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 空瓶检测系统的研究现状
• 1.2.1 国外的空瓶检测系统研究现状
• 1.2.2 国内的空瓶检测系统研究现状
• 1.3 课题的意义与目的
• 1.4 论文结构
• 第2章 空瓶视觉检测系统综述
• 2.1 系统设计目标
• 2.1.1 系统整体功能目标
• 2.1.2 系统软件设计目标
• 2.2 系统的基本构成
• 2.2.1 系统的整体结构及工作流程
• 2.2.2 系统的硬件构成
• 2.2.3 系统的软件体系
• 2.3 空瓶检测系统软件概述
• 2.3.1 用户登陆模块
• 2.3.2 检测项目模块
• 2.3.3 参数设置模块
• 2.3.4 数据浏览模块
• 2.3.5 用户管理模块
• 2.3.6 用户帮助模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统数据库设计
• 3.1 数据库基础
• 3.1.1 Visual C++开发数据库程序的优点
• 3.1.2 数据库管理系统的选择
• 3.1.3 数据库设计原则
• 3.1.4 数据库访问方式的选择
• 3.2 Access数据库设计
• 3.2.1 数据表设计
• 3.2.2 数据表的关系
• 3.3 VC程序ADO方式访问Access数据库
• 3.3.1 ADO常用对象及VC指针
• 3.3.2 访问数据库的实现
• 3.3.3 数据处理其他问题
• 3.4 本章小结
• 第4章 空瓶检测系统控制与通信设计
• 4.1 控制功能简介
• 4.1.1 系统控制部分需求
• 4.1.2 控制方案的选择
• 4.2 控制方案具体实现
• 4.2.1 板卡控制软件实现
• 4.2.2 运动控制算法实现
• 4.2.3 系统故障诊断
• 4.3 系统通信简介
• 4.3.1 软件通信常用方法简介
• 4.3.2 通信部分方案介绍
• 4.4 系统通信具体实现
• 4.4.1 软件与图像处理系统的通信
• 4.4.2 软件与残液检测单元的通信
• 4.5 本章小结
• 第5章 空瓶检测系统软件加密设计
• 5.1 加密方案选择
• 5.1.1 软件加密技术概述
• 5.1.2 常见软件破解方法
• 5.1.3 常见软件保护方法分析
• 5.1.4 加密锁工作原理
• 5.1.5 加密锁的选择
• 5.2 软件加密的实现
• 5.2.1 软件注册--硬件指纹的软件加密
• 5.2.2 口令认证方式登陆
• 5.2.3 访问权限控制
• 5.2.4 编辑框防截获
• 5.2.5 登陆密码错误允许次数的实现
• 5.2.6 加密锁实现加密
• 5.2.7 软件壳加密
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 系统测试
• 6.2 项目总结
• 6.3 系统存在的问题及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果
• 学位论文评阅及答辩情况表