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摘要:我國是世界上禽蛋生產大國,據國家統計局統計,2009年禽蛋產量為2741萬噸,禽蛋產量占世界的比例超過了40%。從全國情況來看,雞蛋產量大約占到了禽蛋產量的82%左右。所以雞蛋的生產長久以來一直是我們關注的對象。目前常用的方法是人工檢測,不僅檢測工作條件差、勞動強度大,而且檢測效率和精度都不高。因此,探討研制雞蛋破損檢測系統是一項非常有意義的工作。 本文采用聲學特性檢測技術對雞蛋的破損情況進行檢測。為了利用雞蛋蛋殼發出的能夠反應其破損狀況的聲音信號,設計了由單片機控制的雞蛋破損檢測系統,由聲音拾取、信號放大、帶通濾波、A/D轉換、串口通信和自動分級等模塊組成。利用該系統通過敲擊裝置來采集敲蛋信號,將離散化了的數字信號通過單片機與PC機的串行接口上傳PC機以供分析。 對采集到的聲音信號,主要是借助軟件對其進行頻譜分析,找出敲擊好殼蛋與損殼蛋所產生聲音信號在頻域里的差異及區分它們的顯著特征參數,在充分考慮各個特征參數的相互之間獨立性的基礎上,選出最優的特征參數組合來建立區分好殼蛋和損殼蛋的判別模型。 在軟件方面,構建了運用匯編語言編制基于單片機的蛋殼破損檢測程序的流程圖。系統軟件主要由主程序和中斷服務程序組成。在主程序中,單片機一直處于等待敲蛋事件發生的循環之中。當敲蛋發生后,系統轉入中斷服務程序,在中斷服務程序中完成信號的實時采集、分析處理和判別雞蛋是否破損,并將最終結果送給分級機構,完成好殼蛋與損殼蛋的自動分級。這樣不僅提高了系統軟件執行的效率,而且減小了對系統程序存儲器的擴展要求,降低了系統硬件的復雜性。
關鍵詞:蛋殼破損檢測;單片機;信號處理;頻譜
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1 課題的研究意義-1 1.2 文獻綜述-2 1.2.1 國內外禽蛋無損檢測技術研究概況-2 1.2.2 國內外基于單片機的控制技術研究概況-4 1.3 設計的研究目標-5 1.3.1 設計相關研究狀況-5 1.3.2 設計的研究內容-6 1.4 本章小結-7 第2章 系統總體方案選擇-9 2.1 雞蛋破損自動檢測系統方案-9 2.2系統設計的方案選擇-10 2.3 本章小結-11 第3章 系統硬件設計-13 3.1 硬件系統總體結構思路及設計-13 3.2 單片機的選擇及其最小系統的設計-14 3.2.1 單片機的選擇-14 3.2.2 復位電路設計-14 3.2.3 時鐘電路接法-15 3.3 聲音信號采集及調理電路的設計-15 3.3.1 聲音信號采集電路-15 3.3.2 信號放大電路設計-17 3.3.3 抗混頻濾波電路設計-19 3.3.4 閥值觸發電路設計-21 3.3.5 A/D轉換電路設計-22 3.3.6 光電耦合電路設計-25 3.4 其他外圍電路的設計-26 3.4.1 串口通信電路設計-26 3.4.2 分級執行機構驅動電路設計-27 3.4.3 電源與抗干擾設計-28 3.5 本章小結-29 第4章 系統軟件設計-31 4.1 雞蛋破損檢測原理與檢測參數的確定-31 4.1.1 雞蛋破損檢測系統的理論基礎-31 4.1.2 檢測參數的確定-31 4.2 軟件系統總體程序流程圖設計-32 4.3 單片機系統主程序框圖-33 4.4 中斷服務程序-34 4.4.1 中斷服務程序的實現-34 4.4.2 中斷處理過程-34 4.5 單片機與PC機通信-36 4.6 本章小結-38 第5章 結論與展望-39 5.1 結論-39 5.2 不足之處及未來展望-39 參考文獻-41 致 謝-43 附 錄-45 |