一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统论文和设计-靳璐瑞

全文摘要

本实用新型公开了一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，包括识读器；所述识读器上设有天线，识读器采集标签信息并解码后传输给计算机系统，识读器包括图像识别传感器、图像存储器、单片机和Zigbee通信模块，单片机分别连接传感器、图像存储器和Zigbee通信模块，本实用新型是基于机器视觉与图像识别技术，引用GIS技术，便于精准确定物品的具体位置，进而商家能进一步的采取相关的行动，从而降低利益的损失。检测方法中涉及到的检测模板本身不易损坏，持久耐用，抗高温高压，具有高性能价值。

主设计要求

1.一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，包括识读器；其特征在于，所述识读器上设有天线，识读器采集标签信息并解码后传输给计算机系统，识读器包括图像识别传感器、图像存储器、单片机和Zigbee通信模块，单片机分别连接传感器、图像存储器和Zigbee通信模块。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，其特征在于，所述图像识别传感器采用NOIV2SN1300A CMOS芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，其特征在于，所述单片机的型号为STM8S207S6。

4.根据权利要求2所述的一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，其特征在于，所述图像存储器为FLASH存储器。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，其特征在于，所述单片机通过SPI协议采集图像传感器的图像数据。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体是一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统。

背景技术

物流运输成本较高的原因之一是物品在运输过程中的丢失、损耗。随着物流行业的高速发展，运输物品的数量呈爆发式的增长，运输中物品的破损率也在逐年增长。

目前的包裹破损检测较少，国内外针对物流运输过程的研究大部分集中在运输全过程物品运输环境控制上，对在途物品破损检测的研究较少，目前已经出现的是智能检测芯片，使用的主要技术在破损货物高分辨率影像快速获取方面具有明显优势。但总体包裹破损检测较少，国内外针对物流运输过程的研究大部分集中在运输全过程物品运输环境控制上，对在途物品破损检测的研究较少，因而这类检测芯片的实时性、检测精度，以及单台检测机器体积较大，推广应用方面还不够好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，包括识读器；所述识读器上设有天线，识读器采集标签信息并解码后传输给计算机系统，识读器包括图像识别传感器、图像存储器、单片机和Zigbee通信模块，单片机分别连接传感器、图像存储器和Zigbee通信模块。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述图像识别传感器采用NOIV2SN1300ACMOS芯片。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述单片机的型号为STM8S207S6。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述图像存储器为FLASH存储器。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述单片机通过SPI协议采集图像传感器的图像数据。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型是基于机器视觉与图像识别技术，引用GIS技术，便于精准确定物品的具体位置，进而商家能进一步的采取相关的行动，从而降低利益的损失。检测方法中涉及到的检测模板本身不易损坏，持久耐用，抗高温高压，具有高性能价值。

附图说明

图1为本实用新型整体原理图。

图2为本实用新型主板芯片电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1-2，一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统，包括识读器；所述识读器上设有天线，识读器采集标签信息并解码后传输给计算机系统，识读器包括图像识别传感器、图像存储器、单片机和Zigbee通信模块，单片机分别连接传感器、图像存储器和Zigbee通信模块。

本设计在主板芯片中加入图像传感器模块，对图像传感器进行模块设计，图像传感器负责图像的采集,采集的图像数据由单片机实时读取，图像传感器的分辨率为240x320,数据量为150KB,而单片机的内部RAM只有2K,存不下一帧图像，所以选择了一款Flash作为图像存储器,单片机将读取的图像数据转存入Flash图像存储器。由于图像数据转存入Flash需要占用数据采集的时间，这就导致单片机会错过部分数据的采集,根据所采图像为静态图像这一应用背景，错过的数据可通过下两帧图像替代，由此确定了用3帧图像拼成一幅图像的算法。等一幅图像采集转存完毕,单片机再从Flash图像存储器中读取图像数据,通过Zigbee传输到上位机。

根据图像识别传感器的作用原理，首先，外界光照射像素阵列，发生光电效应，在像素单元内产生相应的电荷。行选择逻辑单元根据需要，选通相应的行像素单元。行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元以及A\/D转换器，转换成数字图像信号输出。其中的行选择逻辑单元可以对像素阵列遂行扫描也可隔行扫描。行选择逻辑单元与列选择逻辑单元配合使用可以实现图像的窗口提取功能。模拟信号处理单元的主要功能是对信号进行放大处理，并且提高信噪比。另外，为了使芯片中各部分电路按规定的节拍动作，必须使用多个时序控制信号。

选择NOIV2SN1300A CMOS芯片作为图像传感器。NOIV2SN1300A是一款完整的1\/13英寸QVGA格式COMS图像传感器芯片。它支持RGB565、YUV422、Raw Bayer、Format图像格式，最高像素为240x320,最高帧速率为150帧\/s,能够满足物联网传感节点图像采集的要求。NOIV2SN1300A可工作在3种模式下:普通sensor、EMI、SPI；3种模式的选择可通过I'C总线控制内部可编程功能寄存器来实现。

选用高性能、低功耗的8位微处理器STM8S207S6。它运行速度快，最高可以达到24M.它的内部资源丰富，拥有32KB的系统内可编程Flash,2KB的内部RAM,1 024B的EEPROM,2个可编程的串行UART接口，一个最高速度可达400bit\/s的硬件rC接口,一个可工作在主从模式的最高速度可达10bit\/s的硬件SPI接口等。并且它的开发工具简单，易于使用，价格便宜,开发资料多。选用该款单片机不仅不需要为系统配置额外器件，而且大大降低了整个系统的成本及缩短了开发时间。

选择Flash图像存储器，STM8S207S6内部RAM为2KB,一幅240x320分辨率图像的大小为150KB,内部RAM不足以存下该分辨率的图像,所以系统选用一款Flash存储器SST25VF020作为外挂图像存储器。SST25VF020是SST25VF系列产品中的一员,其芯片具有以下特点:总容量为256KB；单电源读和写操作,工作电压为2.7～3.3V；低功耗,工作电流为7mA,等待电流为3μA；SPI接口，可接受SPI时钟频率高达33MHz,快速编程、快速擦除、快速读取等,该系列特点满足图像存储的要求。

将选择好的单片机与图像传感器、图像存储器的连接，STM8单片机通过硬件I'C接口对图像传感器内部寄存器进行初始化,通过硬件SPI接口接收图像传感器发送的数据。因为Flash图像存储器也是SPI接口，所以图像存储器与图像传感器分时复用STM8单片机的硬件SPI接口。

将做好的图像传感器模块进行软件设计，包括了图像传感器上电初始化、图像传感器寄存器初始化、图像数据采集3个部分。

①图像传感器，上电初始化：

图像传感器上电初始化，就是图像传感器在上电结束但尚未开始工作的时候，对图像传感器芯片提供主时钟、初始化信号线拉低等一系列的操作，以使图像传感器能够正常工作或者获得最佳的工作状态。

②图像传感器内部寄存器初始化：

CMOS图像传感器采用I'C总线控制其各项功能，简单、快捷。I'C总线也是目前图像传感器采用最普遍的控制方式。用户可以通过rC总线改变图像传感器内部可编程寄存器的缺省参数来设置图像传感器的工作方式，如时钟、帧率、曝光、对比度、亮度等。rC总线是芯片间串行数据传输总线,它只用一根数据线SDA和一-根时钟线SCL即可实现完善的双工同步数据传输。I'C总线规定，主控制器发送起始信号表明一次数据传输的开始,然后为寻址字节，寻址字节由高7位地址位和低1位方向位组成。方向位表明主控制器与被控制器之间的数据传输方向,当该位为“0”时表明主控制器对被控制器的写操作，为“1”时表明主控制器对被控制器的读操作。寻址字节后是按照指定地址读写操作的数据字节与应答位。数据传送完成后主控制器必须发送终止信号。

STM8单片机有专门的硬件I'C接口，因此可通过该接口实现与图像传感器的通信。该系统中STM8单片机的I'C_SDA数据线和I'C_SCL时钟线分别连接图像传感器的SBDA数据传输口和SCLK时钟传输口。

实施例2：在实施例1的基础上：单片机通过SPI协议采集CMOS图像传感器的图像数据。SPI总线是一种同步串行外设接口,允许MCU与各种外围接口器件以串行方式进行通信。SPI总线一般采用4根线:串行时钟线SCK、主机输人从机输出数据线MISO、主机输出从机输人数据线MOSI、低电平有效的使能信号线SS。因为在系统的SPI数据传输过程中，单片机只采集图像传感器的数据，没有向图像传感器的数据输出,所以系统选用SPI只接收模式,这样只需要一根串行时钟线SCK和一根主机输人从机输出数据线MISO即可,节省硬件资源。

SPI接口的最大特点是由主设备时钟信号的出现与否来决定主从设备之间的通信。在从设备被使能时，一旦检测到主设备的时钟信号，数据开始传输，时钟信号无效后，传输结束。在系统中,单片机作为主设备,图像传感器作为从设备,图像传感器在时钟的下降沿变数,单片机在时钟的上升沿采集数据。

上述两种方式利用已有的电源开关SW，或无开电源开关SW在方便的电源线上增加一个电感性或电容性触点SK旋钮或开关，便可实现运行参数进行精准调节和控制过程。无需增加成本或增加极低成本配件条件下，解决传统复杂且极为不便的调节参数方式，方法独特操作简便，由于采用数字化编码加密码，算法精妙可靠性及抗干扰性高。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统论文和设计

一种基于图像传感器识别的包装破损的检测系统论文和设计-靳璐瑞

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢