喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究

发布时间：2017-07-03 12:22

  本文关键词：喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究

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【摘要】：现今,随着包装行业的快速发展,连续型喷墨打印机在流水线生产上的应用越来越广泛,需求越来越大,用户对喷墨打印机的要求也是越来越高。然而目前国内的喷墨打印机存在着喷印质量较低、可靠性不高等问题,这在一定程度上阻碍了喷码机的发展。针对上述问题,本文开展了喷码机的墨点空间位置实时检测系统研究,确保墨点充电时刻的精确性和可靠性,从而来提高喷印质量。首先本文介绍了喷码机的历史与现状、发展趋势,论述了喷码机的现状和课题的研究目的及意义。接着对喷码机的组成结构和工作原理进行了阐述,并对墨点空间位置检测和实时跟踪系统进行了理论分析,提出了喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统的软硬件体系架构。然后,本文对上下位机通信协议、峰值检测电路、墨水粘度自适应检测与控制、墨路压力PID调节控制、总线仲裁机制和FPGA Fabric主从模式、充电数据的串并转换等关键技术进行了研究。上下位机基于共享邮箱式的通信协议的制定保证了通信数据的准确性与可靠性;带电墨点峰值检测是进行空间位置检测与实时跟踪的关键,检测结果便于进行相位计算,即墨点充电时机的选择;墨水粘度的自动调节与控制是保证墨点能够正常分裂与充电的前提,自动调节体现了智能化控制;墨路压力的PID调节,能够保证当前墨路处于稳定工作状态,它是喷码机进行正常工作的前提;FPGA Fabric主从模式利用AHB总线仲裁,提高总线的利用率,保证了总线访问的有序性和正确性;通过软件完成充电数据的串并转换的时序控制,节省了硬件资源。最后,在前文的基础上,对喷码机墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究进行了软硬件的实现,并运用到实际喷码机项目中,实现了关键技术,并对应用结果进行分析对比,能够实现对墨点充电时刻的高精度控制,说明了本课题研究的可行性和价值。
【关键词】：喷墨打印 实时性 高精度 FPGA
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB486
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 课题的研究背景7-8
• 1.2 课题的国内外研究现状及发展趋势8-12
• 1.2.1 喷码机的历史与现状8-11
• 1.2.2 喷码机的发展趋势11
• 1.2.3 喷码机的现状分析11-12
• 1.3 课题的研究目的及意义12
• 1.4 课题来源12-13
• 1.5 论文的主要研究内容13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪分析与设计14-27
• 2.1 喷码机的组成结构14-16
• 2.2 喷码机的工作原理16-17
• 2.3 墨点空间位置检测与实时跟踪理论分析17-20
• 2.4 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统的设计原则与需求分析20-21
• 2.4.1 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统的设计原则20-21
• 2.4.2 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统的功能需求分析21
• 2.5 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究的硬件体系架构设计21-25
• 2.5.1 CPU的选型22
• 2.5.2 嵌入式操作系统的选择22-23
• 2.5.3 下位机芯片选型23-25
• 2.6 喷码机墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究的软件体系架构设计25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 3 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪关键技术27-46
• 3.1 基于CRC校验的通信协议的制定27-30
• 3.1.1 CRC校验原理27-28
• 3.1.2 基于共享邮箱式的通信协议的制定28-30
• 3.2 峰值检测电路设计研究30-31
• 3.3 墨水粘度自适应检测与控制方法研究31-35
• 3.3.1 墨水粘度自适应检测与控制电路32-33
• 3.3.2 墨水粘度自适应检测与控制软件实现33-35
• 3.4 墨路压力PID调节控制研究35-40
• 3.5 总线仲裁机制及FPGA Fabric主从机模式的研究40-42
• 3.5.1 AHB总线仲裁机制40-41
• 3.5.2 FPGA Fabric主从机模式41-42
• 3.6 充电数据串并转换研究42-45
• 3.7 本章小结45-46
• 4 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究软硬件实现及应用46-67
• 4.1 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究硬件实现46-48
• 4.2 喷码机的墨点空间位置检测与实时跟踪系统研究软件实现48-63
• 4.2.1 峰值检测模块的软件实现49-53
• 4.2.2 平均值比较算法及软件实现53-56
• 4.2.3 相位筛选模块软件实现56-60
• 4.2.4 FPGA控制墨点充电时序模块软件实现60-63
• 4.3 应用效果及分析63-66
• 4.4 本章小结66-67
• 5 结论67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71
• 附录71
• A. 攻读硕士学位期间从事的主要科研工作71
• B. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励71

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