赤霉病麦粒光电检测应用技术研究
发布时间：2021-03-28 06:56
粮食问题关乎国计民生。赤霉病对小麦不仅造成粮食大幅减产,且危害人体健康。因此,小麦赤霉病害籽粒的光电检测分选技术,是有效监测、控制真菌毒素威胁人畜安全的有效措施;是实现小麦收购、加工以及贮运过程中赤霉病粒快速、动态、无损检测的有效手段;是提高小麦及其制品质量安全的有效保障。通过对粮食检测行业国内外技术的比较,发现光电检测系统在检测领域的优越性,并结合光电检测理论研究,提出了赤霉病麦粒光电检测系统设计方案。确定了检测系统的光源类型、照明方式的选择、光电探测器的选择,主控型号、CCD器件型号及参数。该系统基于光电直接检测法,即直接将麦粒的透射光信号入射到探测器的光感应面上,光电探测器根据光辐射强度大小输出相对应的电压（电流）,采用点阵背光源平行反向照射作为光源模块。通过研究设计了一套符合系统特点微处理器系统,为保证后续项目检测分离的需求,在样机上增加有分选功能接口。为满足麦粒高速运动的特性要求,最终选择高频CCD作为光电探测器,进而选择FPGA对系统的数据进行计算、处理分析。本研究通过使用RS232接口与上位机触摸屏通讯,可以在触摸屏上实时显示采集的麦粒信息,并设计各模块的驱动程序,实现对...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电检测系统的基本组成
（a）正常麦粒 （b）赤霉病麦粒图 2 赤霉病麦粒、正常麦粒光照对比结果显示，首先，正常麦粒和赤霉病麦粒在不同光照强度下光通量差异显著射式光照系统的复杂性和高成本，赤霉病麦粒光电检测系统采用光强型直光电探测器直接接收待测麦粒的透射光信号，并输出和光辐射强度对应的信号；其次，在不同光照强度下同一正常麦粒和赤霉病麦粒的光通量差异有所是说，光照强度是影响系统稳定的性的重要系统参数之一。表 3 麦粒白光透射光强度测试结果照强度/lx 赤霉病麦粒光通量/lx 正常麦粒光通量/lx 差异600 55 184 12800 72 210 131000 96 238 141200 112 244 12
目前，LED 光源已凭借其形状多样性、较高的响应速度、颜色多样化等优点成为光电检测行业中广受欢迎的光源。在赤霉病光电检测系统中 LED 灯寿命长、高效、低功耗等优势能够有效提高检测过程中系统的稳定性。高亮度可调点阵背光源如下图3所示。图 3 白色可调点阵背光源及控制器所以，本系统是为了获取正常麦粒和赤霉病麦粒的同等光学环境中的光通量指标，选用半导体发光二极管（LED）组成的高亮度型点阵背光源进行照射。白色背光源中的LED 灯紧密阵列在背板上，并从检测麦粒的后面进行照射，保证获得更好的被测信息。麦粒检测信号质量和检测精度在一定范围内取决于如何对待测麦粒进行照明。平行定向光照明是一种非常适合于赤霉病麦粒光电检测系统的照明方式，这是一种光照度较强的照明方式。如此，保证了光照系统必须具备光照强度、光照均匀性和光照稳定性，进而满足处于高速运动的检测环境。本研究采用在白色背光源上加一个球面透镜，保证有一组平行定向光对被测麦粒进行照射，以此采集到较高质量的检测信息[40,41]。光源系统结
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理的谷物检测与识别方法研究进展[J]. 郭敏,秦昕,马苗. 中国粮油学报. 2012(04)
[2]基于FPGA的并行数据转SPI接口设计[J]. 刘敏,陈金鹰,唐伟,李菊. 电视技术. 2012(05)
[3]谷物色选机国内外现状及发展趋势[J]. 秦锋,阮竞兰. 粮食加工. 2011(02)
[4]驻马店市小麦赤霉病发病因素及防治策略[J]. 范春燕. 农业科技通讯. 2011(03)
[5]规范大米色选机操作 提高色选机色选效果[J]. 李维强. 粮食与饲料工业. 2010(11)
[6]Camera Link接口的异步FIFO设计与实现[J]. 宋振丰,李岩,王鹤淇. 电子技术应用. 2009(12)
[7]脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性研究进展[J]. 霍星华,赵宝玉,万学攀,郭玺,王建军. 毒理学杂志. 2008(02)
[8]基于FPGA的UART控制器设计[J]. 贾子申,李淑清,王冠雅. 电子测量技术. 2008(03)
[9]机器视觉在种子自动分选系统中的应用[J]. 卢卓,代光爱,刘燕德. 农机化研究. 2008(01)
[10]单稳态系统应用于加性高斯白噪声信号检测[J]. 徐寒松. 吉林大学学报(工学版). 2007(01)
博士论文
[1]基于高光谱成像技术的水稻稻瘟病诊断关键技术研究[D]. 杨燕.浙江大学 2012
[2]基于高光谱成像技术的棉花杂质检测方法的研究[D]. 郭俊先.浙江大学 2011
[3]钢板表面缺陷在线视觉检测系统关键技术研究[D]. 张洪涛.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于FPGA的线阵CCD光强分布测量系统研究[D]. 夏真珍.重庆大学 2014
[2]CCD数据采集系统的FPGA实现[D]. 刘玉.安徽大学 2014
[3]基于FPGA的线阵CCD图像测量系统研究[D]. 高尚.安徽大学 2011
[4]安瓿可见异物视觉检测机器人研究[D]. 马波.湖南大学 2011
[5]小麦籽粒品质与品种的近红外光谱分析[D]. 彭建.西北农林科技大学 2010
[6]离子液体介导的呕吐毒素酶联免疫检测方法的研究[D]. 李鲁宁.江南大学 2009
[7]应用于环境监测的微型光电检测系统研究[D]. 景琦.天津大学 2007
[8]光电检测电路的设计及实验研究[D]. 王立婷.吉林大学 2007
本文编号：3105092
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电检测系统的基本组成
（a）正常麦粒 （b）赤霉病麦粒图 2 赤霉病麦粒、正常麦粒光照对比结果显示，首先，正常麦粒和赤霉病麦粒在不同光照强度下光通量差异显著射式光照系统的复杂性和高成本，赤霉病麦粒光电检测系统采用光强型直光电探测器直接接收待测麦粒的透射光信号，并输出和光辐射强度对应的信号；其次，在不同光照强度下同一正常麦粒和赤霉病麦粒的光通量差异有所是说，光照强度是影响系统稳定的性的重要系统参数之一。表 3 麦粒白光透射光强度测试结果照强度/lx 赤霉病麦粒光通量/lx 正常麦粒光通量/lx 差异600 55 184 12800 72 210 131000 96 238 141200 112 244 12
目前，LED 光源已凭借其形状多样性、较高的响应速度、颜色多样化等优点成为光电检测行业中广受欢迎的光源。在赤霉病光电检测系统中 LED 灯寿命长、高效、低功耗等优势能够有效提高检测过程中系统的稳定性。高亮度可调点阵背光源如下图3所示。图 3 白色可调点阵背光源及控制器所以，本系统是为了获取正常麦粒和赤霉病麦粒的同等光学环境中的光通量指标，选用半导体发光二极管（LED）组成的高亮度型点阵背光源进行照射。白色背光源中的LED 灯紧密阵列在背板上，并从检测麦粒的后面进行照射，保证获得更好的被测信息。麦粒检测信号质量和检测精度在一定范围内取决于如何对待测麦粒进行照明。平行定向光照明是一种非常适合于赤霉病麦粒光电检测系统的照明方式，这是一种光照度较强的照明方式。如此，保证了光照系统必须具备光照强度、光照均匀性和光照稳定性，进而满足处于高速运动的检测环境。本研究采用在白色背光源上加一个球面透镜，保证有一组平行定向光对被测麦粒进行照射，以此采集到较高质量的检测信息[40,41]。光源系统结
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理的谷物检测与识别方法研究进展[J]. 郭敏,秦昕,马苗. 中国粮油学报. 2012(04)
[2]基于FPGA的并行数据转SPI接口设计[J]. 刘敏,陈金鹰,唐伟,李菊. 电视技术. 2012(05)
[3]谷物色选机国内外现状及发展趋势[J]. 秦锋,阮竞兰. 粮食加工. 2011(02)
[4]驻马店市小麦赤霉病发病因素及防治策略[J]. 范春燕. 农业科技通讯. 2011(03)
[5]规范大米色选机操作 提高色选机色选效果[J]. 李维强. 粮食与饲料工业. 2010(11)
[6]Camera Link接口的异步FIFO设计与实现[J]. 宋振丰,李岩,王鹤淇. 电子技术应用. 2009(12)
[7]脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性研究进展[J]. 霍星华,赵宝玉,万学攀,郭玺,王建军. 毒理学杂志. 2008(02)
[8]基于FPGA的UART控制器设计[J]. 贾子申,李淑清,王冠雅. 电子测量技术. 2008(03)
[9]机器视觉在种子自动分选系统中的应用[J]. 卢卓,代光爱,刘燕德. 农机化研究. 2008(01)
[10]单稳态系统应用于加性高斯白噪声信号检测[J]. 徐寒松. 吉林大学学报(工学版). 2007(01)
博士论文
[1]基于高光谱成像技术的水稻稻瘟病诊断关键技术研究[D]. 杨燕.浙江大学 2012
[2]基于高光谱成像技术的棉花杂质检测方法的研究[D]. 郭俊先.浙江大学 2011
[3]钢板表面缺陷在线视觉检测系统关键技术研究[D]. 张洪涛.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于FPGA的线阵CCD光强分布测量系统研究[D]. 夏真珍.重庆大学 2014
[2]CCD数据采集系统的FPGA实现[D]. 刘玉.安徽大学 2014
[3]基于FPGA的线阵CCD图像测量系统研究[D]. 高尚.安徽大学 2011
[4]安瓿可见异物视觉检测机器人研究[D]. 马波.湖南大学 2011
[5]小麦籽粒品质与品种的近红外光谱分析[D]. 彭建.西北农林科技大学 2010
[6]离子液体介导的呕吐毒素酶联免疫检测方法的研究[D]. 李鲁宁.江南大学 2009
[7]应用于环境监测的微型光电检测系统研究[D]. 景琦.天津大学 2007
[8]光电检测电路的设计及实验研究[D]. 王立婷.吉林大学 2007
本文编号：3105092
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