项目布景及可行性剖析
- 项目名称、项目的首要内容及现在的发展状况
项目名称：啤酒出产线的啤酒瓶主动查验设备。
项目布景：整条瓶装啤酒出产线包含上瓶、验瓶、装酒、消毒、加盖、验酒、贴标等几道工序。其间啤酒瓶在线检测设备和操控体系是啤酒出产线的重要组成部分，是完结啤酒出产线整线主动化、高功率、低能耗经济运转的决定性要素之一，也是往后啤酒出产主动化的研讨要点。现在国内啤酒企业运用的要害检测设备还都依靠进口，这是我国啤酒设备技能发展中的薄弱环节。本课题依据机器视觉技能和FPGA技能，研讨的政策便是要制造出技能含量高、功用完善、运转安稳牢靠的习惯高速、高效啤酒出产线的在线检测和自控体系产品。
首要内容：本设备是啤酒出产线整线主动化中的要害查验设备，首要用来查验啤酒瓶的质量，包含破口，瓶壁带有霉斑、拉丝、异物、火碱等。本设备依据机器视觉技能，经过FPGA完结。设备经过摄像头实时取得出产线上的啤酒瓶相片，针对不同的质量问题，经过相应的图画剖析与辨认算法，得出查验成果，并将存在质量问题的啤酒瓶主动处理、记载。管理员可以经过网络长途监控整个出产线上的查验进展。并且体系带有智能设备装备导游，引导操作人员快速进行设备装备设备。本体系大大进步了出产功率，并改进了人员的作业环境。
本计划现在现已完结前期车间查询与可行性剖析。正在进行原型规划和算法规划阶段。
- 项目要害技能及立异点的论说；
首要要害技能为：图画快速获取和预处理技能，啤酒瓶质量剖析和辨认算法的硬件完结，出产线机械操控改造，长途网络监控，体系设备装备程序。
立异点为：
啤酒瓶破口，霉斑，拉丝，异物，火碱等相关质量指标的辨认算法，并经过FPGA硬件完结。
针对不同的啤酒瓶质量问题并行查验，确保设备快速处理，满意出产线流水速度。
完结啤酒出产线的主动化在线查验与处理设备。经过网络长途监控，进步出产功率，改进作业条件。
体系自带的设备装备导游，依据现场环境进行参数主动调整，并主动辅导工程人员设备设备，然后简化设备及保护。
硬件设备的可重用性，经过替换相应软件，使得本设备用于其他要害环节查验，如验酒环节。
- 技能老练性和牢靠性论说：
因为啤酒瓶图画画面很洁净，假如啤酒瓶有破口，霉斑，拉丝，异物，火碱等不合格现象，在画面大将有显着的特征。现在此方面的图画辨认算法比较简略完结，实时性也较高，可以满意啤酒出产线的速度。摄像头像素和处理速度都可以满意设备的要求。并且本计划现已进行过现场查询，吸取了现场工程人员的主张，在体系规划中加入了牢靠性规划。
项目施行计划
1.计划基本功用框图及描绘
图1 体系基本功用示意图
图2 啤酒瓶查验出产线
从图1可见，本体系首要由光源、摄像头、图画处理单元、操控单元、机械设备、显现器、机械部分和长途监控主机等组成，其间图画处理单元和操控单元由Spartan 3E完结。其功用分别为：光源供给安稳的、长效的光源，确保取像质量；摄像头用于获取啤酒瓶图片；操控单元对体系的功用履行予以操控；图画处理单元对数据进行处理、剖析，判别各种不合格现象；显现器用来显现查验成果和出产线状况；机械部分完结出产线传动，啤酒瓶触发和实时处理等动作；监控主机用来长途监督出产线的状况。
体系首要功用模块如下：
（1）图画采样：对出产线上的啤酒进行数字图画采样，并做图画预处理。
（2）图画处理和辨认：对采样图画做专门的辨认算法，检测图样中的污点等不合格现象。
（3）操控单元：由FPGA开发板操控机械设备，主动处理不合格啤酒，并记载检测成果，确保出产线的正常运转。
（4）网络监控程序：呼应管理人员的网络监控。
（5）智能设备装备导游：在设备设备过程中，该导游可以主动设置参数，并辅导操作人员进行很便利地设备和保护。
2.需求的开发渠道
体系运用Spartan 3E Starter Board作为中心操控板，外加图画传感器模块，操控设备，显现器和网络监控模块。运用Expansion Connectors，RS232接口，PS/2接口，VGA接口，10/100 M网络接口和LCD 显现屏。体系需求实时摄影，获取啤酒瓶图画，送入FPGA图画处理模块，处理后履行操控设备和显现设备。出产线管理员可以经过网络长途监控查验状况。设备在设备和保护时需求运用键盘和VGA显现器装备体系。考虑到体系开发的周期和功用，咱们选用Spartan 3E 作为开发渠道，运用ISE™ design software，以及相应的开发工具。
3.计划施行过程中需求开发的模块
本计划施行过程中需求开发的模块包含：
体系设备装备程序；图画数据收集模块；图画预处理模块；图画剖析比对模块；数据记载处理；机械操控模块和长途网络操控模块。
体系开发选用全体规划+模块开发的方法，关于图画辨认算法的硬件完结，咱们先经过matlab软件仿真，再在FPGA上完结 。
- 体系终究要到达的功用指标
（1）体系设备导游可以智能装备，便利一般的工程人员很简略地设备和保护。
（2）对啤酒出产线上的产品进行实时查验，精确地分辩和处理不合格产品。
（3）满意瓶酒瓶不同类型质量问题的查验，并满意出产线的速度。
（4）实时地呼应网络长途监控功用。
（5）在啤酒出产车间的环境条件下可以正常作业。
需求的其它资源
1.规划输入输出功用子板
图画传感器模块：啤酒出产线上的传速度很快，但啤酒瓶的图片颜色简略，因而需求选用的图画传感器呼应速度快，但对色位要求不高。图画传感器经过扩展接口与Spartan 3E开发板相连。
操控设备：操控设备需求与啤酒出产线结合在一块规划，经过扩展接口与Spartan 3E相连。呼应速度要契合出产线的要求。
2.测验设备
万用表、示波器、频谱仪、逻辑剖析仪等。
3.政策、开发工具
ISE™ webpad ，Matlab，labVIEW，Modelsim，SQL server，VisualStudio等
