一种基于图像传感器的农作物选种系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像检测技术领域，尤其是涉及一种基于图像传感器的农作物选种系统。
【背景技术】
[0002]目前作物选种是进行种籽性状(大小、颜色)登记，再实验室检测品质。然后根据上述性状进行综合判断选种。这种方法是各种性状选记载在记载本上，再输入电脑，费工费时，效率低，并且种子性状是凭头脑判断，准确度不高，难以标准化。并且不能把种子和品质等主要性状放在一起比较，容易将好的材料丢失，且记载结果会有差异，记载后的数据又要化大量时间输入电脑，效率低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于图像传感器的农作物选种系统，本实用新型电路简单，操作方便，可靠性好，效率较高，成本低廉，自动化程度高，使用范围广，可广泛应用于小麦、玉米、大豆等农作物的种子选取。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:包括MCU模块和与MCU模块相连接的LCD模块、通信电路，所述MCU模块输入端与电源电路、CCD传感器相连，所述MCU模块输出端与电磁弹剔结构、三色独立控制照明灯相连，所述CCD传感器输入端与光学镜头相连。
[0005]上述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述MCU模块选用高性能28ΗΠΡ封装的STC12C5412AD芯片。
[0006]上述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述IXD模块选用192x64点阵的兰背光LCD芯片AM19264。
[0007]上述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述(XD传感器采用 TCD1208AP 芯片。
[0008]上述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述电磁弹剔结构包括光电親合器和与光电親合器输出端连接的三极管驱动电路，其中三极管驱动电路包括三极管和连接在三极管集电极的变压器，所述变压器与高压泄放二极管并联，三极管基极连接光电親合器的输出端。
[0009]上述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述三色独立控制照明灯包括光电耦合器和与光电耦合器输出端连接的三极管驱动电路，三极管驱动电路的三极管集电极与多组并联的发光二极管连接，三极管基极连接光电耦合器的输出端。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0011]本实用新型电路简单，操作方便，可靠性好，效率较高，成本低廉，自动化程度高，使用范围广，可广泛应用于小麦、玉米、大豆等农作物的种子选取。
[0012]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的农作物选种系统电路原理框图；
[0014]图2为本实用新型的(XD传感器驱动电路原理图；
[0015]图3为本实用新型的电磁弹剔结构电路原理图；
[0016]图4为本实用新型的独立控制照明灯电路原理图；
[0017]图5为本实用新型的单片机接口电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:包括MCU模块1和与MCU模块1相连接的IXD模块2、通信电路5，所述MCU模块1输入端与电源电路3、(XD传感器6相连，所述MCU模块1输出端与电磁弹剔结构4、三色独立控制照明灯8相连，所述CCD传感器6输入端与光学镜头7相连。
[0019]本实施例中，所述MCU模块1选用高性能28ΗΠΡ封装的STC12C5412AD芯片。STC12C5412AD是新型的采用1T流水线/精简指令集结构，兼容MS51系列单片机，工作电压3.4?5.5V，工作频率高达35MHz，相当于普通MS51系列单片机420MHz.12K的用户应用程序空间和512字节在片内RAM，并支持ISP和IAP编程，特别是内部集成了 E2PR0M、MAX810专用复位电路、可编程看门狗电路、四路8bit PWM输出，8路lObit A/D高速转换电路等实用特色电路，有效提高了新产品的可靠性。
[0020]本实施例中，所述IXD模块2选用192x64点阵的兰背光IXD芯片AM19264。因(XD像元较多，IXD点阵少，通过多屏显示一帧完成的图像。
[0021]本实施例中，所述(XD传感器6采用T⑶1208AP芯片。T⑶1208AP使用+5V单电源，2160像素元，长宽14 μ mX 14 μ m，输入信号有二相(XD时钟脉冲。一路转移脉冲和一路复位脉冲，输出有信号输出和补偿输出，一行输出2212像元组成。图2为T⑶1208AP驱动电路。SH为CCD光电荷转移脉冲，其下跳沿即每幅图像输出的起始位。CLKUCLK2为两相交互脉冲电压(相位差180° )，它们将转换到移位寄存器上光电荷向输出极传送。RS为复位脉冲，清除移位寄存器输出电荷后所余电荷，为下一次输出作准备。0S为CCD的信号输出，DOS为(XD的补偿输出。
[0022]本实施例中，图3为电磁弹剔控制电路，电磁弹剔结构4包括光电耦合器和与光电耦合器输出端连接的三极管驱动电路，其中三极管驱动电路包括三极管和连接在三极管集电极的变压器，所述变压器与高压泄放二极管并联，三极管基极连接光电耦合器的输出端。主要功能是将经图像识别系统确定不符合要求的农作物种子出传送带。
[0023]本实施例中，所述三色独立控制照明灯8包括光电耦合器和与光电耦合器输出端连接的三极管驱动电路，三极管驱动电路的三极管集电极与多组并联的发光二极管连接，三极管基极连接光电耦合器的输出端。图4为红(R)、绿(G)、蓝(B)三色照明电路中的红灯一路，由PWM_R驱动。绿、蓝由PWM_G、PffM_B驱动，电路与红灯控制线路一样。通过改变脉冲宽度实现亮度的调整。通过改变三色灯不同亮度组合，实现特定的光色输出，使(XD灵敏度最高，提高系统识别的准确率。
[0024]图5为单片机的接口驱动电路。IXD连接点阵液晶显示屏AM19264，用于设置控制参数的显示和调试时模拟显示成像结果。P1.0、P1.1、P1.2工作在A/D转换模式。按键采用分压式结构，按下其中不同的键，在KEY端表现为不同的电压，由单片机内部集成的A/D转换电路的P1.0数字化后进行按键功能识别。按键用于工作参数设置和系统调试。P1.1和P1.2分别对CCD传感器输出信号和补偿信号进行模数转换，处理后形成模拟图像，通过LCD模拟显示，并根据设置条件驱动相应电路工作。可调电位器P2用于调整IXD的对比度。
[0025]本实用新型的工作原理是:光学镜头与C⑶构成图像采集电路，其线阵与输送带平行。三色独立控制照明灯为(XD提供所需的恒定一致的光源，其红、绿、蓝三色可分别控制。IXD用于显示工作状态和参数设置，STC12C5412AD是系统的核心，不但模拟(XD工作所需的驱动脉冲，还要对成像数据进行分析判断，按设定数据控制三色照明灯工作，并通过异步串行半双工RS-485通信线路控制传送带的速度与系统的处理能力同步。电磁弹剔机构将图像识别系统认为不合格种子剔出传送带。可由专用机构将预留农作物种子输入到传送带上，通过振动，使农作物种子的轴向与传送的运动方向一致，排成一列，送至图像识别系统。
[0026]被检农作物种子通过镜头在(XD上成像，MCU按设定数据控制三色照明灯工作并启动CCD拍摄，经CCD内部AD转换器对各个感光像素元进行数字化，并送至相应存储器，供单片机读取。种子占用像素元的数量与体形大小成正比，像素的数值与亮度成反比。MCU读出农作物种子在CCD的成像数据，选择其中一个完整的，分析所占像素和亮度值，得出体形数据和体色数据，并与设定的数据相比较，判定是否合格，不合格者则剔出传送带。
[0027]优良的农作物种子体型大、圆润饱满、色泽明亮洁白，当农作物种子不良时，外观色泽暗淡，有时带有色斑。首先将优质农作物种子与劣质农作物种子放在CCD进行测量。MCU不断调整三色照明灯各色的比例，并读出相应的成像数据进行分析比对，经IXD模拟成像。当优质和劣质农作物种子的成像亮度值差最大时，其成像亮度值的中值以及所占用的像素数即是判断种子合格与否的依据，三色照明灯的值即为设定值。
[0028]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:包括MCU模块(I)和与MCU模块⑴相连接的LCD模块(2)、通信电路(5)，所述MCU模块⑴输入端与电源电路(3)、CCD传感器(6)相连，所述MCU模块⑴输出端与电磁弹剔结构(4)、三色独立控制照明灯(8)相连，所述CCD传感器(6)输入端与光学镜头(7)相连。2.按照权利要求1所述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述MCU模块(I)选用高性能28ΗΠΡ封装的STC12C5412AD芯片。3.按照权利要求1所述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述LCD模块(2)选用192x64点阵的兰背光LCD芯片AM19264。4.按照权利要求1所述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述CXD传感器(6)采用T⑶1208AP芯片。5.按照权利要求1所述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述电磁弹剔结构(4)包括光电親合器和与光电親合器输出端连接的三极管驱动电路，其中三极管驱动电路包括三极管和连接在三极管集电极的变压器，所述变压器与高压泄放二极管并联，三极管基极连接光电耦合器的输出端。6.按照权利要求1所述的一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于:所述三色独立控制照明灯(8)包括光电耦合器和与光电耦合器输出端连接的三极管驱动电路，三极管驱动电路的三极管集电极与多组并联的发光二极管连接，三极管基极连接光电耦合器的输出端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于图像传感器的农作物选种系统，其特征在于：包括MCU模块和与MCU模块相连接的LCD模块、通信电路，MCU模块输入端与电源电路、CCD传感器相连，MCU模块输出端与电磁弹剔结构、三色独立控制照明灯相连，CCD传感器输入端与光学镜头相连。本实用新型电路简单，操作方便，可靠性好，效率较高，成本低廉，自动化程度高，使用范围广，可广泛应用于小麦、玉米、大豆等农作物的种子选取。
【IPC分类】H04N5/232, H04N5/225
【公开号】CN204993596
【申请号】CN201520753284
【发明人】鹿锋
【申请人】鹿锋
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月26日