专利名称：一种包装袋图形编码的高速识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种包装袋图形编码的高速识别系统，属于图形编码识别 领域。
背景技术：
在工业自动化生产流水线中包装袋图形编码的高速识别系统用于实时快 速、准确地自动扫描识别包装袋产品的生产信息，逐级实时监控各个监测点的 出品率，提高产品加工质量，降低非正常损耗。由图形编码的高速识别系统获 得的包装袋产品的生产信息经汇总、处理后的数据可为企业领导者的决策提供 支持和服务。
中国专利公开号为1442805A、发明名称为基于彩色数字图像识别的商标图 样检索系统的专利采用机器视觉技术，采集商标图样彩色数字图像，提取图像 特征，识别商标，与商标数据库中的商标图样进行图像匹配和比对，输出比对 结果。系统采用分力结构进行数据处理。系统硬件由视频输入器、图像采集卡、 主控机和显示屏组成。整个系统采用分立式设计，体积大，价格高，不适用 于对成本敏感的大规模工业生产领域。此外，由于图样彩色数字缺陷、工人操 作错误引起图样彩色数字朝下等原因，图样彩色数字无法被商标图样检索系统 提取，造成产品漏报错误。
实用新型内容
为了克服现有的包装袋图形编码高速识别系统的上述缺陷，本实用新型提 供了一种包装袋图形编码的高速识别系统。整个系统体积小、重量轻、价格低， 适合大规模工业生产领域使用。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本系统包括有图像 采集模块、图像处理模块、物位探测模块、LCD显示模块和主控制器模块。其 中
图像采集模块与图像处理模块相连，将采集到的包装袋的编码信息传送 给图像处理模块；
图像处理模块与主控制器模块相连，将处理后的编码信息传送给主控制 器模块；
物位探测模块与主控制器模块相连，将采集到的包装袋的物位信息经模 数转换后传送给主控制器模块；
LCD显示模块均与主控制器模块相连，将处理后包装袋编码信息送至LCD 显示模块显示。
在本实用新型中，包装袋的图形编码经图像采集模块采集后传输给图像处 理模块进行图像处理，经图像处理后获得的编码信息直接传送给主控制器模 块。物位探测模块的物位信息经模数转换后传送给主控制器模块，主控制器模 块对物位信息进行滤波处理后，确定一个包装袋通过物位探测模块操作面的时 间起点和终点。将图像处理模块获得的包装袋图形编码信息附带的时间戳(时 间戳为图像处理模块每一次拍照瞬间的精确时间)与这一时间起点和终点进行 对比，当时间戳的时间在包装袋经过物位探测模块操作面的时间起点和终点之 间时，说明所检测到的编码信息属亍一个包装袋。由于一个包装袋通过物位探 测模块操作面的时间较长，在这段时间内图像处理模块对包装袋图像进行了多 次采集，因而同一包装袋可包含多个相同的包装袋图形编码信息。经过将多个 相同的包装袋图形编码信息合并处理，可获得针对该包装袋的图形编码信息。 主控制器模块将经确定的该包装袋的编码信息发送至RS232串口 ，同时将此信 息发送至LCD显示模块显示。若在一个包装袋通过物位探测模块操作面的时间 内未检测到包装袋的编码信息，则通过声光报警提示出错。
本实用新型采用物位探测器实现对漏报错误的检测。物位探测器获得物位 包装袋产品的物位信息。通过对物位信息的处理可得到包装袋产品的有无信息 和其通过图像采集模块工作面的精确时间信息。将此信息与图像处理模块获得 的包装袋图形编码信息进行综合处理可实现对包装袋产品的漏报检测与报警。
本实用新型采用嵌入式系统设计，整个系统体积小、重量轻、价格低，适合大
规模工业生产领域使用。
图1 包装袋图形编码的高速识别系统框图
图2 图像采集模块
图3 BF531芯片外设接口
图4BF531芯片外部同步数据存储总线和上电复位
图5BF531芯片电压控制与程序存储器
图6外部同步数据存储器SDRAM
图7BF531芯片调试接口与部分外部设备
图8 主控制器图
图9 主控制器模块外部设备
图10 LCD显示模块
图ll物位探测模块
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
如图1所示，本实施例包括图像采集模块、图像处理模块、物位探测模块、 LCD显示模块和主控制器模块。包装袋图形编码经图像采集模块采集后传输给
图像处理模块进行图像处理。经图像处理后获得的编码信息直接传送给主控制 器模块。物位探测模块的物位信息经模数转换后传送给主控制器模块，主控制 器模块对物位信息进行滤波处理后，确定一个包装袋通过物位探测模块操作面 的时间间隔。主控制器模块将由图像处理模块获得的编码信息和一个包装袋袋 通过物位探测模块操作面的时间间隔进行对比，确定包装袋的编码信息。主控
制器模块将经确定的包装袋的编码信息发送至RS232串口，同时将此信息发送 至LCD显示模块显示。若在一个包装袋通过物位探测模块操作面的时间间隔内 未检测到包装袋的编码信息，则通过声光报警提示出错。
在图2中，采用0mnivision公司的0V9650作为图像采集模块的图像采集芯 片。0V9650与主控制器模块的控制芯片C8051f020采用nC接口进行通信，以设 定OV9650的图像采集参数。参数包括图像格式、图像大小、图像帧传输速率等
内容。nc接口总线包括sioj:时钟信号线和sicu)数据传输线。ov9650与图像
处理模块的图像处理芯片BF531采用PPI接口进行通信，以传输0V9650图像采集 数据。？ 1接口包括图像数据0[9..0]十条数据线、图像同步控制信号线三条
(VIDEO_VSYNC、 VIDEO—HREF、 VIDEO—PCLK) 。 0V9650设有外部重启动控制线 VIDEO—RESET和低功耗控制线VIDEO—PO丽，由主控制器模块的控制芯片 C8051 f020的通用控制IO端口 P4控制。
在图3中，采用ADI公司的BF531芯片作为图像处理模块的核心芯片。BF531 与主控制器模块的控制芯片C8051f020采用RS232接口进行通信，RS232接口总 线包括数据接收信号线RS232—RX和数据发送信号线RS232—TX。 BF531与图像采 集模块采用PPI接口进行通信。PPI接口包括图像数据D[9,.0]十条数据线、图 像同步控制信号线三条(VIDEO—VSYNC、 VIDEO_HREF、 VIDEO—PCLK) 。 BF531 与程序数据存储芯片AT45DB321采用SPI接口进行通信。SPI接口总线包括数据 接收发送信号线M0SI和MIS0、时钟信号线SCK和片选信号线PF2。BF531采用JTAG 端口进行在线调试。JTAG端口包括六条控制线JTAG—EMU、 JTAG—TMS、 JTAG_TCK、 JTAG—TRST、 JTAG—TDI、 JTAGJTDO。 BF531核心电压控制输出线VR0UT控制 FDS9431A芯片的输出核心电压。
在图4中，BF531与外部同步存储器芯片MT48LC32采用外部并行数据地址总 线接口进行通信。采用的外部并行数据地址总线接口信号线包括SWE、 SCAS、 SRAS、 SMS、 SCKE、 CLK—OUT、 SDQMO、 SDQM1、 SAIO、外部数据总线DQ[O.. 15] 和外部地址总线A[l. . 19]。 BF531的复位信号线DSP—RST由C8051F020芯片的一 路通用控制线控制。
在图5中，FDS9431A芯片和其外围电路为BF531提供可调核心电压输入。 FDS9431A芯片的电压调节功能由电压控制输入线VROUT控制。程序数据存储芯
片AT45DB321采用SPI接口与BF531通信。SPI接口总线包括数据接收发送信号线 M0SI和MIS0、时钟信号线SCK和片选信号线PF2。
在图6中，外部同步存储器芯片MT48LC32与BF531芯片采用外部并行数据地 址总线接口进行通信。采用的外部并行数据地址总线接口信号线包括SWE、 SCAS、 SRAS、 SMS、 SCKE、 CLK_0UT、 SDQM0、 SDQM1、 SAIO、外部数据总线DQ[O.. 15] 和外部地址总线A[1..19]。
在图7中，JP1及其外围电路为BF531的JTAG调试端口。 JTAG端口包括六条 控制线JTAG—EMU、 JTAG—TMS、 JTAG—TCK、 JTAG—TRST、 JTAG—TDI、 JTAG—TD0。 在图8中，采用CiliconDesign公司的C8051F020作为主控制器模块的控制器芯 片。C8051F020芯片与图像处理模块中的图像处理芯片BF531采用RS232接口总 线进行通信。RS232接口总线包括数据接收信号线RS232一RX和数据发送信号线 RS232_TX。 C8051F020芯片与LCD显示模块的液晶显示器2X16LCD采用通用外部 端口进行通信。所用通用外部端口信号线包括P25、 P26、 P27和八条外部端口 数据线P[30.. 37] 。C8051F020芯片与图像采集模块的图像釆集芯片OV9650采用
nc接口进行通信。nc接口总线包括si(LC时钟信号线和sicu)数据传输线。
C8051F020芯片采用一路通用外部端口信号线P65和其驱动电路实现对声光报 警信号的驱动。C8051F020芯片将经数据处理获得的包装袋的编码信息通过另 一路RS232串口发送给RS232串口控制芯片MAX3232。另一路RS232串口信号线包 括2RX1信号线和2TX1信号线。C8051F020芯片的一路通用控制线P42控制BF531 的复位信号线DSP—RST。 C8051F020芯片的通用控制信号线P40、 P41控制0V9650 芯片的外部重启动控制线VIDEO一RESET和低功耗控制线VIDE0—P0丽。C8051F020 芯片一路AD接口信号线AINO接收超声物位传感器获得的物位信息。C8051F020 芯片复位信号RST由外部复位芯片MAX809控制。
在图9中，RS232串口控制芯片MAX3232与C8051F020芯片通信，串口信号线 包括2RX1信号线和2TX1信号线。看门狗芯片MAX809控制C8051F020芯片复位， 复位信号线为RST。在图10中，LCD显示模块的液晶显示器2X16LCD与C8051F020芯片采用通用 外部端口进行通信。所用通用外部端口信号线包括P25、 P26、 P27和八条外部 端口数据线P[30..37]。
在图11中，采用PIL公司的P47-F4V-2D-1C0-180E超声物位传感器作为物位 探测传感器。传感器获得的物位信息经电阻分压后输出给C8051F020芯片一路 AD接口信号线AINO。
权利要求1、一种包装袋图形编码的高速识别系统，其特征在于包括有图像采集模块、图像处理模块、物位探测模块、LCD显示模块和主控制器模块；其中图像采集模块与图像处理模块相连，将采集到的包装袋的编码信息传送给图像处理模块；图像处理模块与主控制器模块相连，将处理后的编码信息传送给主控制器模块；物位探测模块与主控制器模块相连，将采集到的包装袋的物位信息经模数转换后传送给主控制器模块；LCD显示模块均与主控制器模块相连，将处理后包装袋编码信息送至LCD显示模块显示。
专利摘要本实用新型是一种包装袋图形编码的高速识别系统，属于图形编码识别领域。包括图像采集模块、图像处理模块、物位探测模块、LCD显示模块和主控制器模块。包装袋图形编码经图像采集模块采集后传输给图像处理模块进行图像处理。经图像处理后获得的编码信息传送给主控制器模块。物位探测模块的物位信息经模数转换后传送给主控制器模块，主控制器模块对物位信息进行滤波处理后，确定单个包装袋通过物位探测模块操作面的时间间隔。主控制器模块将由图像处理模块获得的编码信息和单个包装袋通过物位探测模块操作面的时间间隔进行对比，确定单个包装袋的编码信息。本实用新型采用嵌入式系统设计，整个系统体积小、重量轻，适合大规模工业生产领域使用。
文档编号G06K9/00GK201207194SQ20082008045
公开日2009年3月11日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者代啸宁, 孙岩松, 王铁流, 陈东升 申请人:北京工业大学