[发明专利]棉花异纤分拣机控制系统

说明书

技术领域

    本发明涉及棉花异纤分拣机控制，具体地说是一种基于微控制器MPC8245的棉花异纤分拣机控制系统。

背景技术

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(Peripheral Component Interconnect)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。

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，但多以DSP微控制器作为主控制器完成系统设计。然而，DSP虽然图像处理能力较强，但控制功能较弱，需要辅以ARM处理器或单片机，完成全部控制功能，这样就使系统组成复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微控制器MPC8245的棉花异纤分拣机控制系统及控制方法，用于解决现有采用工控机的系统难以保证实时性的问题，以及采用多微控制器的系统过于复杂的问题。

为实现发明目的，本发明的技术方案是：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的主控制器MPC8245，所述的控制器MPC8245扩展FLASH芯片，用以存储嵌入式操作系统、文件系统和应用程序；控制器MPC8245扩展SDRAM芯片，用以运行嵌入式操作系统、文件系统和应用程序；与主控制器MPC8245的PCI总线相连的PCI插槽；用于采集图像数据的线阵相机；用于执行异纤识别算法的基于PCI总线的图像采集卡，图像采集卡与线阵相机相连，接收线阵相机采集的图像数据，对图像数据进行实时处理；用于显示图像数据的基于PCI总线的显示系统；用于和异纤清除驱动装置通信并基于PCI总线的串口卡。

所述的显示系统包括显卡和显示器。

所述的显示系统包括网卡和上位机。

所述的网卡为千兆网卡。

所述的图像采集卡采用具有Cameralink总线接口的PCI 插卡。

所述的用于连接线阵相机的数据传输接口为MDR26接口。

本发明的有益效果是：本发明采用了以微控制器MPC8245为核心设计异纤分拣机。基于微控制器MPC8245扩展PCI总线后，图像采集卡采集图像数据，并通过千兆网卡将帧图像数据传至上位机或在本地的显示器上显示，使操作者可以根据图像质量调整相机参数；相机参数调整完毕后，系统进入工作状态，图像采集卡每次采集一整帧棉花图像，就执行异纤识别算法，并通过串口将异纤位置告知驱动板；驱动板完成异纤的清除。由于微控制器MPC8245上安装的嵌入式操作系统具有实时性，所以系统可以保证棉花图像的采集和清除装置运行之间的的时间间隔，从而保证了异纤的实时清除。采用本系统并运用其控制方法，能够采集棉花图像信号，传送到上位机或本地显示器用以调整相机参数，保证图像质量；在设备运行时刻根据采集的图像信号识别异纤并予以清除。以微控制器MPC8245为核心的棉花异纤分拣机控制系统，不仅解决了系统的实时性问题，而且利用市场上再售的PCI插卡，简化了系统设计。

附图说明

图1是本发明的棉花异纤分拣机控制系统框图。

具体实施方式

本发明的棉花异纤分拣机控制系统采用基于嵌入式微控制器MPC8245的设计，扩展PCI总线，分别设计或购买图像采集卡、千兆网卡、显卡和串口卡，实现不同的功能，并进行协调配合，最终完成异纤清除工作。如图1所示，棉花异纤分拣机控制系统采用如下的设计方法。

包括用于控制驱动装置进行异纤清除的主控制器MPC8245，所述的控制器MPC8245扩展８MB的FLASH芯片，用以存储嵌入式操作系统、文件系统和应用程序；控制器MPC8245扩展SDRAM芯片，用以运行嵌入式操作系统、文件系统和应用程序。

扩展PCI总线，设置与主控制器MPC8245的PCI总线相连的PCI插槽。

具有Camera Link总线的线阵相机通常采用MDR26接口，包含图像数据信息和串口信号。