時間：2022-10-24 02:26:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇自動檢測論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】PCB；細分驅動；自動光學檢測(AOI)；圖像識別
電子產品的核心部分——印刷電路板(PCB)，是集成各種電子元器件的信息載體，在各個領域得到了廣泛的應用，是電子產品中不可缺少的部分。PCB的質量成了電子產品能否長期、正常、可靠的工作的決定因素[1]。隨著科技的發展，PCB產品的高密度、高復雜度、高性能發展趨勢不斷挑戰PCB板的質量檢測問題。傳統PCB缺陷檢測方式因接觸受限、高成本、低效率等因素，己經逐漸不能滿足現代檢測需要，因此研究實現一種PCB缺陷的自動檢測系統具有很大的學術意義和經濟價值[2]。國內外研究的PCB缺陷檢測技術中，AOI（Automatic Optic Inspection自動光學檢測）技術越來越受到重視，其中基于圖像處理的檢測方法也成為自動光學檢測的主流。本文通過圖像處理技術研究了一種大視場、高精度、快速實時的PCB缺陷自動檢測系統，設計了硬件結構和軟件算法流程。通過改進的電機驅動方式配合一鍵式自動檢測軟件的設計，大大提高了系統的檢測速度，對結果分析模塊的缺陷識別算法的改進提高了檢測結果的準確性。
1.系統結構
PCB缺陷自動檢測系統主要由運動控制模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、結果分析模塊組成。系統工作過程如下：上位機控制步進電機運動，步進電機帶動二維平臺運動，將CCD攝像機傳輸到待檢測PCB上方，對PCB進行大場景圖像采集，采集的圖像經過圖像采集卡送到上位機，上位機軟件對采集的圖像進行拼接、圖像預處理，對處理的圖像進行準確定位并校準，通過圖像分割、圖像形態學處理等，最后進行模板匹配、圖像識別，得出缺陷檢測結果。系統設計包括硬件設計和軟件設計，系統軟硬件相互協調工作構成一個整體。
2.系統硬件設計
PCB缺陷自動檢測系統的硬件設計主要包括二維運動平臺、電機運動控制板、電機驅動板、CCD攝像機、圖像采集卡、PC等，其結構如圖1所示。
2.1 CCD攝像機和圖像采集卡
CCD攝像機的主要特性參數包括攝像機制式、光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率、電子快門速度、同步系統的方式、最小照度、靈敏度、信噪比等。其中攝像機制式和是否在線檢測決定了圖像采集卡的采樣頻率，光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率以及成像透鏡系統的放大率的平衡選擇取決于測量范圍和測量精度[3]。考慮到以上各個因素以及系統要求，在實驗中采用的是廣州視安公司的槍式攝像機，該攝像機的特點是數字面陣CCD逐行掃描，提供AV復合視頻接口和標準鏡頭接口，提供VC的SDK軟件開發包，方便設計軟件處理模塊。
圖像采集卡，又稱視頻捕捉卡，是視頻卡的一種類型。圖像采集卡完成的主要功能是把攝像機的連續模擬視頻信號轉換成為離散的數字量。其基本原理：從攝像機輸出的各種制式的視頻輸出信號，經過輸入選擇模塊處理后，形成能被圖像采集卡識別的視頻信號。模擬視頻信號經過轉換后，存儲在卡上的幀緩存存儲器內，由計算機CPU通過計算機總線控制具體的圖像傳遞，最終存儲在計算機的內存或硬盤，用于圖像處理[4]。本設計采用的圖像采集卡型號是：NV7004-N，將CCD攝像機模擬信號轉化為數字信號傳輸到上位機實時顯示，并能完成圖像的抓拍功能。
2.2 電機運動控制器及精密二維運動平臺
PCB缺陷自動檢測系統的運動控制器為自行設計的MCU控制板，核心芯片為ATMEL公司生產的單片機AT89S52，控制板通過RS-232串行通信接口與上位機進行通信。通過操作人機交互界面對控制板發送命令，控制板輸出控制信號以及各種頻率的方波信號到步進電機驅動板，以控制步進電機的轉速、方向以及移動距離。
二維運動平臺由兩個日本SUS Corp公司生產的精密運動導軌搭建，運動導軌為滾珠絲桿型，非常精密，誤差很小。步進電機與運動導軌相連，從而帶動導軌的運動。步進電機為日本TAMAGAWA公司生產的兩相四線制混合式步進電機，該型號步進電機運行穩定、噪聲小。
2.3 電機驅動
步進電機的驅動實際上就是通過控制步進電機的各相勵磁繞組的電流，使步進電機的內部磁場合成方向發生變化，從而使步進電機轉動起來。各相勵磁繞組的電流產生的合成磁場矢量的幅值決定了步進電機旋轉轉矩的大小，相鄰兩合成磁場矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小[5]。
在拍數一定的情況下，齒數越多，步距角就越小，但由于受制作工藝的限制齒數不能做得很多，因此步進電機的步距角就不可能很小。改變步進電機的拍數也可以改變步距角，拍數是指完成一個磁場周期性變化所需脈沖數或導電狀態，或指電機轉過一個齒距角所需脈沖數。當步進電機的相數確定時，拍數也就確定。通過增加步進電機的齒數和相數來減小步距角，步距角減小的度數非常有限，很難滿足生產的要求。
細分數越多，電流變化越小，從而大大減少了電機的振蕩和噪音。采用階梯狀正弦波對電流進行細分時，階梯越多(即細分數越多)，波形就越接近正弦波，通入的階梯電流就越小，步距角也就越小[6]。從而大大減少了步進電機運行時的丟步率，降低了步進電機運行時的噪音和顫動，也使步進電機運行更加穩定，更易于控制。
3.系統軟件設計
3.1 系統算法流程
手動檢測可以根據需要在采集圖像時直接通過控制步進電機運動將CCD攝像頭運動到待測PCB板的主要部位，在進行圖像處理時也可以根據圖像質量來選擇與之相適應的圖像處理算法來實現，使系統具有交互性。自動檢測初始化設置參數后，可以一鍵實現缺陷檢測得出檢測結果，減少了操作復雜度，也大大提高了檢測的速度，使系統具有自動化、操作簡單、速度快等優點。本文結合二者于一體，使PCB缺陷自動檢測系統更加優秀，更加實用。
3.2 缺陷檢測
當前印刷電路板缺陷檢測方法主要分為參考比較法、非參考比較法和混合法三大類，參考比較法將被測圖像和參考圖像進行特征對特征的比較；非參考比較法不需要任何的參考圖像，只是根據先前設計的規則標準來判斷出是否有缺陷，如果不符合標準便認為此有缺陷；混合法是參考比較法和非參考比較法綜合應用。本文主要使用參考比較法，通過檢測PCB圖像與標準圖像進行對比分析，判斷該PCB板是否有缺陷[7]。
3.3 缺陷識別
3.4 結果分析
4.結論
本文基于計算機視覺和圖像處理設計了一個印刷電路板(PCB)缺陷自動檢測系統，并對其功能進行了驗證，實驗結果表明該系統界面友好，操作簡單，檢測方法簡單，檢測過程迅速，檢測結果準確。該系統為PCB缺陷的檢測提供了一個很好的解決方案，具有重要的應用價值。
參考文獻
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[2]2012-2016年中國PCB連接器市場預測及投資建議報告[R].中商情報網.
[3]俞瑋.AOI技術在PCB缺陷檢測中的應用研究[D].成都:電子科技大學碩士論文,2007.
[4]崔懷峰.PCB表面缺陷自動光學檢測技術的研究[D].江門:五邑大學碩士論文,2010.
[5]李玲娟,劉景林,王燦.兩相混合式步進電機恒轉矩細分驅動技術研究[J].微電機,2007,40(3):48-50.
[6]黃露.基于FPGA的步進電機控制系統設計與實現[D].重慶:重慶大學碩士論文,2011.
[7]齊立榮.基于圖像處理的PCB缺陷自動光學檢測系統的研究與實現[D].北京:北京郵電大學碩士論文,2010.
關鍵詞：橋梁撓度測量 人工測量 自動檢測 預測方向
橋梁的撓度變形是橋梁健康狀況評價的重要參數，在橋梁檢測、危橋改造以及新橋驗收等方面都需要準確測量橋梁的靜、動態撓度值。隨著橋梁健康監測技術的進步，人們研究了許多用于位移及撓度測量的方法。目前，國內外測量橋梁撓度的方法有許多種，下面對常見的幾種測量方法的原理、特點及適用范圍做以簡要介紹。
1、傳統的人工測量方法
1.1百分表測量法
百分表測量法是較傳統的撓度測量方法。百分表的工作原理，就是利用齒輪轉動機構所檢測位置的位移值放大，并將檢測的直線往返運動轉換成指針的回轉轉動，以指示其位移數值。
特點：1）優點是設備簡單，可以進行多點測量，直接得到各測點的撓度值測量結果穩定可靠；2）缺點比較繁瑣，耗時較長，工作效率較低，現場應用有很大局限性；3）適用于橋下可搭設支架的橋梁工程。
1.2 精密水準儀測量法
水準測量又名“幾何水準測量”，是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數推算兩點間的高差。通常由水準原點或任一已知高程點出發，沿選定的水準路線逐站測定各點的高程。
特點：1）具有速度快、計算方便、精度高和能夠及時比較觀測結果的特點；2）主要適用于測點附近能夠提供測站條件、范圍不大的橋梁撓度變化、觀測點數不多的精密水準測量。
1.3 全站儀測量法
全站儀撓度測量基本原理是三角高程測量。三角高程測量通過測量兩點間的水平距離和豎直角求定兩點間高差的方法。
特點：1）這種測量方法簡單，不受地形條件限制，是測量橋梁撓度的一個基本方法。2）在橋梁加、卸載過程中，由于全站儀和棱鏡固定不動，這就完全消除了儀器高和棱鏡高的量測所帶來的誤差。3）采用高精度全站儀可以更加有效地提高橋梁荷載試驗撓度測量精度。
2、橋梁撓度自動檢測技術
2.1 連通管測量法
利用連通管原理，根據安裝在橋梁各處連通管內液面高度的變化獲得橋梁撓度的變化。當橋梁梁體發生變形時，固定在梁體上的水管也將隨之移動，此時，各豎直水管內的液面將與基準點處的液面保持在同一水平面，但各測點處的豎直水管液面卻發生了大小不等的相對移動，測得的相對位移量即是該被測點的撓度值。
特點：連通管法測量橋梁撓度的優點是可靠、易行，當撓度的絕對值大于20mm時，它1mm最小讀數至少可有5%的相對精度。
2.2 傾角儀法
使用傾角法測量橋梁的撓度，并不同于傳統的方法如百分表法、水準儀法直接測得橋梁某一點的撓度值，而是首先使用傾角儀測得橋梁變形時幾個截面的的傾角，根據傾角擬合出傾角曲線，進而得到撓度曲線，這樣就可以求得橋梁上任意一點的撓度值。傾角法實際上是一種間接地利用傾角儀測量得到橋梁撓度的方法。
特點：橋梁不需要靜止的參考點，特別適于測量跨河橋、跨線橋、大型的跨海、跨峽谷橋梁和高橋，大大提高了測量效率。
2.3 激光圖像撓度測量
激光圖像撓度測量利用了激光良好的方向性。隨著橋梁不同程度的變形，照射在被測點固定不動的光電接收器上的激光光斑中心發生等量變化，因此只要獲取光斑中心位置就可得到橋梁撓度。
特點：具有很高的測量精度，可達到0.1 mm，且采樣速率高、成本較低；適合于跨度不大的中小型橋梁。
2.4 GPS撓度測量
利用一臺接收機(基準站)安在參考點(岸基)上固定不動，另一臺接收機(移動站)設在橋梁變形較大的點，2臺接收機同步觀測4顆或更多衛星，以確定變形點相對岸基的位置。實時獲取變形點相對參考點的位置，可直接反映出被測點的空間位置變化從而得到橋梁結構的撓度值。
特點：具有全球性、全天候、連續的精密三維導航與定位能力；具有良好的抗干擾性和保密性。
2.5 光電成像撓度測量
光電成像撓度測量是在橋梁的測點上安裝一個目標靶，并在靶上制作一個光學標志點(光標)。通過光學系統(光學鏡頭)把標志點成像在CCD接收面陣上，當橋梁產生撓度/位移時，目標靶也隨之移動。通過測出靶上光標點在CCD接收面上成像位置的變化值，就可計算出橋梁實際的撓度/位移量。
撓度測量方法的比較圖
3、橋梁撓度監測的發展方向
(1)長期在線自動動態測量
現在和未來，人們對橋梁，尤其是大型橋梁的安全評估不僅要求在施工過程中進行嚴格的檢測，而且，更加注重成橋后在正常載荷下的長期在線自動監測。成熟的網絡技術使人們不再局限于對一座橋梁進行集中監控，而逐步要求實現區域內多座大型橋梁的集群式監控。
(2)大量程測量
隨著建筑材料和工藝的不斷成熟，現代橋梁呈現出/跨度大、結構柔等特點，這就造成橋梁結構本身在各種外界環境的影響下，會出現較大的形變，將來撓度測量的量程相應地要求成倍提高。
總之，隨著計算機等級的提高、數據采樣技術的進步，今后橋梁的撓度測量將在此方法基礎上進一步完善。未來橋梁撓度監測將會沿著/高度集中自動化、大量程測量的方向繼續發展.
參考文獻：
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本論文系統詳細的介紹了電網干擾監測系統的軟件及硬件電路設計，該系統能自動監測電網電壓質量，并對電網參數進行測量。本文首先論素了本課題的目的和意義，同時介紹了研究的總體思路，并對各部分電路進行方案論證，確定了總體方案。
軟件部分主要包括主程序和子程序模塊，本設計軟件硬件的結合，使系統獲得更高的精確度。
硬件部分是由平均值測量電路，正負峰值檢測電路，干擾脈沖檢測電路，頻率檢測電路，采樣保持電路，A/D轉換電路，LED顯示及打印輸出等部分組成。
本監測系統能夠自動檢測以上電壓值并顯示和打印，同時當中線對地電壓峰值超過5V能自動報警。
其次對設計調試沖出現的問題加以論述，并把實驗數據結果記錄下來。
最后，對于部分模擬電路采用了另外的先進方法，并對其原理加以論述。
第一章 概述
當今社會是信息時代，隨著電子技術的發展，電子設備大量采用半導體器件和集成電路，近年來已經廣泛采用微型計算機控制技術。計算機和智能儀器等各種設備已經大量進入各個領域，然后熱門花了大量的時間和很高的代價才認識到供電設備的供電威脅著信息設備，特別是電網供電對信息設備的影響。
工業電網的供電質量是一個棘手的問題，一方面現場電網的電壓和頻率的波動范圍較大，波形不好以至頻繁的停點；另一方面用電系統要求供電波形穩定性能好，而這些都設計到電網供電質量的檢測。
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關鍵詞：機器視覺，圖像識別，無損檢測，裂紋檢測
引 言
在工業中，由于各種原因會對零件產生損傷。這些損傷隨著使用將生長成為微裂紋，微裂紋逐漸擴展生長成為宏觀裂紋并導致破壞零件。尤其是在核反應堆和航空發動機中，其多數零件均在高溫、高壓或強熱沖擊的環境中工作的，所受載荷復雜，使用環境惡劣，故障發生頻率高，造成的后果嚴重。
因此，研究一個精度高、實用性強、便于集成的表面微裂紋檢測系統，是現代檢測技術的重要發展方向。由于具有準確度高，對表面無損傷等優點，計算機視覺檢測受到了國內外同行的廣泛關注。裂紋檢測是質量檢查和安全檢測的重要方面之一。免費論文，機器視覺。但人工檢測費時費力，且易受人眼分辨能力和疲勞等主觀因素的影響。如果使用基于諧波小波的圖像識別技術的計算機自動檢測方法，會大大提高檢測效率及準確率。在使用階段，關鍵零件表面裂紋的及時發現對于防止事故的發生由為重要。一、圖像獲取
圖像獲取即圖像采集，是進行圖像處理的前提條件。利用圖像采集卡作為圖像輸入設備，通常要占用PC機總線的一個插槽，主要包括圖像存儲器單元、CCD攝像頭接口、PC機總線接口等。
1.1圖像采集卡的工作過程
圖像獲取是用攝像頭對工件零件進行實時或準實時掃描，經A/D轉換后，圖像數據存放在圖像存儲單元，主機可讀取存儲單元的內容，從而顯示圖像。由于所使用的CCD攝像頭的不同，圖像采集卡具有不同的使用方法。
1.2系統基本工作原理
基于線陣CCD的工件表面裂紋檢測系統結構框圖如圖(1)所示，利用線陣CCD掃描工件，將某一行數據存儲到圖像采集卡緩存,計算步進電機前進一步，線陣CCD機讀取該緩存數據；再掃描一行，如此重復，一幅圖像數據采集完畢，計算機對圖像進行處理，并識別該圖像，從而實現工件表面裂紋及缺陷的自動檢測。
圖(1)系統結構框圖
Graph(1)System structure diagram
二、圖像預處理
本系統采用的圖像預處理主要是根據噪聲所具有的一般性質進行噪聲消除的平滑性。由于大部分噪聲，如由敏感元件、傳輸通道、整量化器等引起的噪聲，多半是隨機的。它們對某一像素點的影響，都可以看作是孤立的。因此，和鄰近各點相比，該點的灰度值將有顯著的不同。基于這一分析，本系統采用了鄰域平均法來判斷每一點是否含有噪聲，并用一種基于小波變換閾值消噪的方法消除所發現的噪聲。
2.1 消噪處理基本步驟
首先圖像經預處理（灰度調整等），然后利用小波變換把圖像分解到多尺度中，在每一尺度下去除屬于噪聲的小波系數，保留并增強屬于圖像的小波系數，最后反演恢復圖像。免費論文，機器視覺。
2.2 消噪處理流程
圖(2)表示了消噪處理流程,首先將二維圖像矩陣按水平、垂直、正對角線和負對角線方向批排列成一維方向數組，然后分別進行小波變換消噪處理，并反演成二維圖像；再將反演圖像進行平均后的圖像施以二維小閾值小波消噪。處理過程中小波分解的層次和小波函數的選擇均具有一定的靈活性，如Sobel算子、Laplacian 算子、LOG 算子等，可依據圖像和噪聲的實際情況而定。
圖(2)消噪處理流程框圖
Graph (2) Noise Cancellation Process Diagram
三、圖像分割
圖像分割是裂紋檢測的關鍵步驟。本方案采取閾值分割和邊緣檢測兩種方法。在獲取的零件裂紋圖像中，對象和背景占據不同的灰度級范圍。對于這類圖像，用閾值分割法能成功地把對象從背景中顯露出來。為了進一步突出圖像的特征信息，還需采用直方圖修正。
3.1閾值法分割目標背景
在圖像中,檢測目標只占整個圖像的一小部分。由于圖像不均勻的影響，背景因素常常會降低特征提取的準確性,因此有必要對目標與背景進行分割,排除背景對目標特征提取的不利影響。
根據統計學理論,工程應用中許多模型具有近似于高斯函數的分布,因此假設目標和背景的灰度近似為高斯分布,采用閾值法分割目標與背景。
設目標像素和背景像素分布密度函數分別是p( z) 和q ( z)
其中， 和分別為目標像素灰度分布的均值和方差； 和 分別為背景像素灰度分布的均值和方差。
設目標像素s 的概率為θ, 背景像素b 的概率則為1-θ，整幅圖像的混合概率密度分布為：
背景和目標的最佳分割閾值為：
分割后圖像在( x , y) 處的灰度值為：
3.2 直方圖修正
受成像工藝條件限制，所獲取射線圖像的動態范圍常常較小， 圖像對比度低。通過直方圖修正的方法，突出了圖像的特征信息。映射函數為：
式中；α為調節因子，T為目標—背景分割閾值。
所有的預處理操作完成之后,圖像質量有明顯改善,細小的元器件特征得到突出,利于下一步的檢測。圖(3)為原始圖像與預處理后的圖像的對比。
（1） 原始圖像及其直方圖 （2） 預處理過的圖像及其直方圖
圖(3)原始圖像與預處理后的圖像對比圖
Graph (3)Pretreatment of the original image and the image comparison chart
四、特征抽取
4.1 去除孤立小區
孤立小區即顏色較淺、面積極小，所含象素小于或等于2的連續區域。經過對大量圖像的分析，這樣的孤立小區不可能是裂紋所致，因此在對光斑抽取特征之前，應先去除孤立小區，以這樣可提高處理一幅圖像的速度。免費論文，機器視覺。去除孤立小區的原則為：與孤立小區相鄰像素的灰度值為255。免費論文，機器視覺。免費論文，機器視覺。
4.2 區分裂紋光斑和其他干擾光斑
抽取兩個特征參數：光斑的面積與光斑中心的位置。用區域生長法計算出每一個連續區域的面積及每一個連續區域離圖像上邊緣的距離。因為在攝像機、光源和零件三者的位置確定后，由光反射形成的干擾光斑在圖像中的位置是固定不變的，據此可以區分裂紋光斑與干擾光斑。
4.3 利用邊界鏈碼表示區域邊界
對于邊緣檢測后的圖像，借助邊界鏈碼計算傅立葉系數，提取形狀特征：對于區域邊界的封閉曲線，如果在曲線上任選一點為起始點，并且沿曲線逆時鐘移動，的坐標變化則是一個周期函數。通過規格化后，這個周期函數可以展開成傅立葉級數。傅立葉級數中的一系列系數與邊界曲線的形狀有關，可以用作形狀的描述。當增加級數的項數使系數取得足夠多的階次時，幾乎可把形狀信息完全提取出來，并且可以通過這些重建原來的幾何形狀。利用這個特性，達到判斷的目的，同時計算了裂紋圖像的圓形度和細長度形狀特征參數。
五、裂紋判斷
根據上述所抽取的特征，本項目的研究內容可解決在線檢測裂紋的關鍵技術──劃痕與裂紋的區分圖像識別技術，對待檢零件有無裂紋的判斷原則為:如果存在面積大于預設定的像素并且它不在干擾光斑的位置上，則被測零件含有裂紋，反之則無裂紋。免費論文，機器視覺。這種方法的特點是正確率高，檢測速率高，定位準確。
結束語：
通過圖像獲取、圖像預處理、圖像分割、特征提取、判斷決策等模塊的實驗設計，研究出一套機器視覺檢測表面裂紋的系統（見圖4）是完全可行的。浙江及周邊地區有很多需要裂紋檢測的生產企業，設計這樣一套可進行長期不間斷監測，不受周圍環境影響，且識別率高的機器視覺檢測表面裂紋的系統，對提高浙江乃至全國的產品質量和檢測效率都具有重要的意義。
圖(4)機器視覺檢測表面裂紋系統示意圖
Graph (4)Machine vision detecting system of surface crack
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摘 要
近年來，基于對礦井生產系統安全的監測，國內外先后研制出多種類型的計算機監測系統，但由于現有監測系統具有成本高、功耗高和設備龐大等特點，不適應大多數中小型煤礦特別是小型煤礦的需求，而當前礦難大多數發生在中小型煤礦特別是小型煤礦中。因此，為了滿足大多數中小型煤礦的需求，本論文設計了1種關于煤礦瓦斯濃度測試的新型傳感器。
針對目前情況設計1種井下便攜式瓦斯探測器，當瓦斯氣體濃度接近危險值時，自動發出報警，提醒井下人員立刻離開。該設備同時還具備靈敏度調節和檢測強度調節開關，有簡單、方便、準確、實用等特點。該設計是1種基于單片機控制的瓦斯探測器，具有簡單實用、可控性強等特點。從組成框圖、硬件設計以及程序流程及代碼等幾方面對其進行了介紹。
本文采用了氣敏傳感器，氣敏傳感器是能夠感知環境中某種氣體及其濃度的1種敏感器件，它將氣體成分、濃度等有關的信息轉換成電信號，從而可以進行檢測、監控、報警；還可以通過接口電路與計算機組成自動檢測、控制和報警系統。目前，人們對氣敏傳感器的測試方法主要停留在用人工手動的方式來操作，開發出1種實用高效的智能化傳感器測試裝置是極為必要的。而語音信號是信息的又1主要載體，如果在這些測量場合能用語音直接報出結果，將給操作人員帶來極大方便，本文就介紹1種新型的氣敏傳感器測試系統。
由于各種條件的限制和現有的能力，本論文只進行了該系統的基本原理設計，要形成產品進入市場銷售，還需做大量的后期工作。
關鍵詞:瓦斯; 氣敏傳感器；單片機；
Based on the control of the microcontroller gas concentration sensor design
Abstract
In recent years, based on to the mine pit production system security monitor, domestic and foreign successively developed the many kinds of types the computer monitor system, but because the existing monitor system had the cost high, the power loss high and the equipment is huge and so on the characteristic, the unsuitable majority middle and small scale coal mine specially was the small coal mine demand, but the current ore difficult majority to occur in the middle and small scale coal mine specially is in the small coal mine. Therefore, in order to satisfy the majority middle and small scale coal mine the demand, the present paper has designed one kind about the coal mine gas density test new sensor.
Designs one kind of mine shaft portable gas detector in view of the present situation, when the gas gas density approaches the dangerous value, automatically sends out reports to the police, the reminder mine shaft personnel leaves immediately. At the same time this equipment also has the sensitivity adjustment and the examination intensity regulating cock, has simply, convenient, accurate, is practical and so on the characteristic. This design is one kind the gas detector which controls based on the monolithic integrated circuit, has simply practical, Controllable nature is strong and so on the characteristic. From the composition diagram, the hardware design as well as the procedure flow and the code and so on several aspects have carried on the introduction to it.
This article used had been mad the sensitive sensor, was mad the sensitive sensor was can in the sensation environment some kind of gas and its the density one kind of sensitive component, it the gaseous component, the density and so on the related information transformed the electrical signal, thus was allowed to carry on the examination, the monitoring, reports to the police; Also may through the connection electric circuit and the computer composition automatic detection, controls and the alarm system. At present, the people to were mad the sensitive sensor the test method mainly pauses is using the artificial manual way to operate, develops one kind of practical highly effective intellectualized sensor testing device is extremely essential. But the pronunciation signal is an information main carrier, if can use the pronunciation in these survey situations directly to send out the result, will give the operator to bring enormously is convenient, this article introduced one kind will have the new function the new gas sensitive sensor test system.
將無人機航拍技術運用到道路異常情況的檢測，屬于無人機在交通領域的應用。此論文介紹的這款檢測軟件，目的在于用無人機自動檢測代替傳統的人力檢測。此軟件的制作思路如下：首先，針對道路交通情況進行采集樣本，建立數據庫，樣本分為兩大類，一類是正樣本：無道路異常情況圖像，另一類是負樣本：有道路異常情況圖像；然后將所有樣本圖像進行hog算法的特征提取，得到的hog特征作為SVM分類器的原始數據源；接下來通過SVM的訓練和測試原理制成分類器；最終再通過滑動窗口檢測法針對航拍視頻中的每一幀圖像進行檢測，找出視頻中存在異常情況的路段。
1 用hog算法進行特征提取的原理及優點
方向梯度直方圖（Histogram of Oriented Gradient， HOG）特征是一種在計算機視覺和圖像處理中用來進行物體檢測的特征描述子。它通過計算和統計圖像局部區域的梯度方向直方圖來構成特征，其主要思想是在一副圖像中，局部目標的表象和形狀能夠被梯度或邊緣的方向密度分布很好地描述。具體的實現方法是：首先將圖像分成小的連通區域，我們把它叫細胞單元。然后采集細胞單元中各像素點的梯度的或邊緣的方向直方圖。最后把這些直方圖組合起來就可以構成特征描述器。
與其他的特征描述方法相比hog算法有以下優點：首先，由于HOG是在圖像的局部方格單元上操作，所以它對圖像幾何的和光學的形變都能保持很好的不變性，這兩種形變只會出現在更大的空間領域上。其次，在粗的空域抽樣、精細的方向抽樣以及較強的局部光學歸一化等條件下，只要觀測物體大體上能夠保持直立的姿勢，可以容許有一些細微的動作，這些細微的動作可以被忽略而不影響檢測效果。
2 SVM分類器原理
數據分類是指在已有分類的訓練數據的基礎上，根據某種原理，經過訓練形成一個分類器，然后使用分類器判斷沒有分類的數據的類別。支持向量機（SVM）是一種基于分類邊界的方法。它的基本原理是（以二維數據為例）：如果訓練數據分布在二維平面上的點，它們按照其分類聚集在不同的區域。基于分類邊界的分類算法的目標是，通過訓練，找到這些分類之間的邊界（直線的DD稱為線性劃分，曲線的DD稱為非線性劃分）。對于多維數據（如N維），可以將它們視為N維空間中的點，而分類邊界就是N維空間中的面，稱為超面（超面比N維空間少一維）。線性分類器使用超平面類型的邊界，非線性分類器使用超曲面。
3 滑動窗口檢測框架
滑動窗口檢測是采用固定大小窗口對所給圖像的縮放進行掃描的方式。其流程結構如圖1所示。
4 以“道路裂縫”為例具體介紹本款軟件的制作及檢測過程
4.1 圖像數據庫建立階段
總樣本數量1913張，分為正樣本和負樣本。正樣本選擇沒有裂縫的正常道路圖像，數量1334張；負樣本選擇道路裂縫圖像，負樣本必須覆蓋裂縫的全部類型，樣本數量579張。所有樣本圖像要求“大小128X128 ；同一裂縫需要進行角度變換，每10°采樣一次；每個樣本做灰度處理”。
4.2 hog算法進行圖像特征提取
取579張正樣本與1334張負樣本，從1～1913排序，將1913張樣本通過matlab進行hog算法提取圖像特征，形成hogtraindata.mat文件。另外建立一個mat文件，取正樣本為1，負樣本為-1，令前579個數為1，后1334個數為-1，形成hogtrainlabel.mat文件。
4.3 SVM數據訓練
結合hogtraindata.mat文件和hogtrainlabel.mat文件，用SVM進行訓練：
完成訓練過程。
4.4 SVM數據測試
4.4.1 為驗證SVM訓練后的效果，進行SVM數據測試
另找不同的156張正樣本和278張負樣本，按照步驟（二），形成hogtestdata.mat和hogtestlabel.mat兩個文件，用SVM進行測試：
SVM測試完成。
4.4.2 SVM訓練后效果分析
由SVM數據測試所得準確率為93%，此訓練效果一般。
4.5 滑動窗口檢測及其成果
輸入一段無人機航拍視頻，進行隔幀滑動窗口算法檢測，縱步距為50，橫步距為50，窗口大小為128*128，從檢測結果中選取兩張異常圖像（圖2，圖3）。
5 總結
此軟件制作思路及過程仍存在以下缺點：
（1）由于時間有限及實驗儀器的使用受限，數據庫中樣本圖像的數量太少，還需要繼續豐富。
（2）特征提取算法太過單一，制作過程中未將hog算法與其他算法進行效果的比較分析，尋找檢測效果更佳的特征提取算法。
（3）滑動窗口檢測涉及的運算量很大，并且道路異常情況分很多種，每一種異常情況都采用SVM二分類的思想來進行分類，涉及的運算量對于系統的運算速度要求十分高。
總之，若想要實現無人機自動檢測道路異常情況，必須要提高檢測的準確率，目前本軟件的檢測準確率低于95%，究其原因，在于此軟件需要一個強大的數據庫支持，而本項目所建立的數據庫還遠遠沒有達到目標。因此，此論文更側重于檢測軟件制作思路的介紹，而此軟件的實用性與有效性，還需要進一步提高。
參考文獻
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此系統按要求利用MSP430單片機系列的F449芯片制作了一個簡易智能電動車，采用紅外線發送和接收器件構成的尋跡電路，再通過軟件設計來實現智能小車的自動尋跡功能。本系統實現的主要功能是：小車從起點出發，自動檢測黑線位置，自動調整，沿引導線正確行駛。
關鍵詞：智能電動車；自動尋跡；單片機
MSP430的特點簡單介紹:
1、16位精簡指令結構。
2、內含10,12,14位快速ADC/SLOP ADC。
3、內含FLASH ROM多致60K字節,多致2K RAM。
4、片內資源豐富,有ADC,PWM,若干TIME,串行口，WATCHDOG,比較器,模擬信號。
5、有多種省電模式，功耗特別省，一顆電池可工作10年,在液晶顯示時也能達到0.8uA的低電源消耗。
6、開發簡單，仿真器價格低廉，不需昂貴的編程器。
同其它微控制器相比，帶Flash的微控制器可以將功耗降低5倍，既縮小了線路板空間又降低了系統成本。
高效16位RISCCPU可以確保任務的快速執行，縮短了工作時間。大多數指令可在一個時鐘周期里完成。
6微秒的快速啟動時間可以延長待機時間并使啟動更加迅速，降低了電池的功耗。
MSP430產品系列可以提供多種存儲器選擇，從14位ADCs到LCD驅動電路的混合信號外設，簡化了各類應用中 MSP430的設計。
ESD保護，抗干擾力特強。
1.8V-3.6V低電壓供電。
電路的選擇：
1、傳感器引導法
這種方法核心是單片機通過對傳感器信號檢測來控制制動電機和電機轉向的動作，智能化大大增強，可以用下圖形象的表示出來：
我們把任務分為了直道 + 彎道區、障礙區，劃分依據是：兩個部分所用到的感應器不同，實現方法也存在差別。
尋跡：直道 + 彎道區主要用黑白檢測光電傳感器。
避障：障礙區則是用到了紅外傳感器。
這種方案應用面更廣，也更接近實用化，智能化。重要的是單片機可以通過對感應器信號的檢測來控制電機運作，從而大大提高了運行過程中的實時性，準確性、使得電動車能夠輕松的完成整個過程。
MSP430F449片內已含有LCD驅動模塊、AD轉換模塊、時鐘模塊。因此，電路主要是設計尋跡、避障傳感電路和直流電機驅動電路設計。
ST178：單光束紅外傳感器。
2、紅外探測法
紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發射紅外光，當紅外光遇到白色紙質地板時發生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據來確定黑線的位置和小車的行走路線。紅外探測器探測距離有限，一般最大不應超過15cm。對于發射和接收紅外線的紅外探頭，可以自己制作或直接采用集成式紅外探頭。
自制紅外探頭電路如（圖1）所示，紅外光的發送接收選用型號為ST168的對管。當小車在白色地面行駛時，裝在車下的紅外發射管發射紅外線信號，經白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號，那么圖中光敏三極管將導通，比較器輸出為低電平；當小車行駛到黑色引導線時，紅外線信號被黑色吸收后，光敏三極管截止，比較器輸出高電平，從而實現了通過紅外線檢測信號的功能。將檢測到的信號送到單片機I/O口，當I/O口檢測到的信號為高電平時，表明紅外光被地上的黑色引導線吸收了，表明小車處在黑色的引導線上；同理，當I/O口檢測到的信號為低電平時，表明小車行駛在白色地面上。此種方法簡單，價格便宜，靈敏度可調，但是容易受到周圍環境的影響，特別是在圖1較強的日光燈下，對檢測到的信號有一定的影響。
尋跡方案：
采用普通紅外發射接收器件檢測。它包括一個可以發射紅外光的固態發光二極管和一個用作接收器的固態光敏二極管（或光敏三極管），再附以電路以消除背景光的干擾。由于采用紅外管代替普通可見光管，可以降低環境光源干擾。
控制方法的選擇：
主電路采用可逆PWM―M的雙極式H型電路。運用4個C2655晶體管和4個續流二極管組成的橋式電路，靠晶體管導通和關閉的占空比D來實現電動機調速的目的，輸出端的電位極性不同可以使電機正轉和反轉。應用中應盡量提高斬波頻率，減少電流的脈動。
1、電動車車體的選擇
自制車體。可以在車模店自己選購配件組裝，或者自己加工。優點是這種方法能夠制作出完全適合自己設計意圖的車體，缺點是需要較多時間和高水平的加工工藝。將小車設計成三輪車，前面為兩個主動輪，后面為一個從動輪。主動輪又直流電機驅動，從動輪為普通的萬向輪，無動力系統。
2、電動車動力方案選擇
采用直流電機驅動。可以采用雙電機差速驅動，優點是動力好，速度快。缺點是難于精密控制。
直流電機控制主要采用H橋電路，本課題中選擇LM293專用驅動芯片。
結論
整個系統的設計是以單片機為核心，通過調試，本系統能實現如下功能：自動尋跡：小汽車在行駛過程中，應能自動檢測引導黑線行駛。
參 考 文 獻
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關鍵詞：駕駛員，樁考，實時監控
一、引言
道路交通安全事關人民群眾的安居樂業，事關經濟社會的協調發展，加強道路交通安全工作，保障人民群眾的生命和財產安全，是政府以及交管部門一直以來的重點工作。為了徹底改變以往的人工考試模式，提高駕駛員的駕駛技術，降低考試員的勞動強度，同時使考試更加公平、公正。全國各地的車管所及駕駛員培訓學校都逐步啟用了“機動車駕駛員樁考”系統。
樁考系統的基本原理是通過在考試車上安裝信號檢測傳感器、數據處理系統以及無線發射機，在場地上安裝電子吊桿及遠紅外檢測光路等，使得考試過程中各種動態信息可以通過有線和無線兩種方式傳輸到主控制室，這樣監考員就可以利用主控計算機顯示屏實時監控考試的全部過程。論文參考網。論文參考網。目前，整個考試過程已經全部實現自動化控制，并且最后可以將考生的考試結果存檔、打印。但是，通過實際調研發現所采用的各種樁考系統仍普遍存在著以下缺陷：
1．系統功能單一，運行速度較慢
2．抗干擾能力較差，無線傳輸時容量出現誤碼現象。
3．模擬（場地考車）跟蹤顯示界面單一，跟蹤速度較慢。
4．紅外光路在惡劣天氣（大霧、風沙）時接收靈敏度下降。
5．單機版，不能全國聯網。
由于科學技術的進步，無線傳輸技術、信號采集及處理技術、傳感技術都有了長足發展，集成電路的多功能、抗干擾等也都有了很大提高， 因此有必要對傳統的“機動車駕駛員樁考”系統進行改進，使考試系統更加完善。本文就此提出一種新型的計算機駕駛員樁考系統的設計方法。
二、系統總體設計
（一）基本功能
根據我國《機動車駕駛員考試管理辦法》有關科目二考試（樁考）的規定。方案擬采用計算機監控管理、單片機實時檢測處理、集成數字電路、進口無線通信和紅外線報警設備，結合機電一體化等高新技術。由主監控儀及車載分機實時采集考車、樁桿、庫線等信號，經過計算機分析判斷，在監視屏上真實模擬、跟蹤考車進行狀況，同時對樁考過程中出現的：
1．不按規定路線、順序行駛；
2．碰擦樁桿；
3．車身出線；
4．移庫不入；
5．中途停車(兩次)；
6．發動機熄火；
等犯規動作進行自動監測和管理，對以上所有犯規動作，系統可以進行自動報警，并在駕駛員考試記錄表上打印結果。監考人員只需通過監視器就可以在室內全面了解場地樁考情況，同時，考生通過語音提示可以了解考試結果及犯規種類。另外，計算機系統可對考生的情況進行存儲，綜合查詢，對樁考結果進行綜合統計查詢。
該系統從功能上大致劃分為考試監控、考生信息查詢、考試統計查詢及系統參數設置四個模塊。各功能模塊的具體功能如圖1所示。
圖1 系統功能圖
（二）基本組成
為了實現系統設計的基本功能，新型的計算機駕駛員樁考系統主要由主控制室、場地、考車三個組成部分。如圖2所示。
1．主控制室
由專用計算機，打印機，樁考監控儀，交換機，無線通信機，電源等構成。
2．場地
（1）越庫線紅外監測裝置
場地由對射式紅外線發射、接收器形成對大型車和小型車的樁考庫線報警和移庫狀態判斷系統，它用來檢測車身越線、移庫不入行進路線出錯等犯規項目。
（2）碰桿電子報警系統
場地安裝固定龍門架， 懸掛可以360度任意碰撞、自動歸位的電磁吊桿，構成考車碰、檫桿自動檢測報警系統。它用來監測碰桿犯規項目。場地系統的電平信號通過電纜各自直接地連接到控制室的系統監控儀上。
3.考車
采用專用考車，在考車上安裝檢測前進、后退、停車、熄火等傳感器及考車信號監測儀， 考車監測系統實時監測考車運行狀況,將檢測信號進行分析、處理后通過無線通訊方式傳輸到主控室。
圖2 系統組成圖
（三）擬達到的技術指標
1．軟件系統功能增強，人機界面友好，操作智能化，
2．軟件可在不同操作系統下運行。
3．監控室中儀器（計算機系統、主機系統），可適應溫度為-10℃～40℃。要求室內保持清潔、干燥以及電壓穩定（220±20V）。
4．場地樁桿、吊架、紅外線裝置等均采用防風、防水、防凍、耐高溫等措施，能適應我國各地的高溫、高寒天氣情況（-35℃～60℃）。
5．紅外發射、接受設備可全天候工作，不受任何惡劣天氣（大霧、風沙）的影響。
6．考車信號監控系統芯片及傳感器均采用進口元器件,溫度系數可達到-40℃～70℃。論文參考網。
7．建立遠程網絡數據庫，與公安部聯網，實現異地查詢考生檔案，信息共享。
三、系統應用前景
所設計的新型計算機駕駛員樁考系統在軟件、硬件方面都將采用當今最先進和主流的技術及進口傳感器件，使軟件功能更強大，速度更快，圖像可實時跟蹤考車行車軌跡，運用無線傳輸自動判斷考車熄火，遠紅外幕墻檢測考車碰線、出庫，計算機自動判斷并語音提示，徹底排除了人為因素。場地硬件部分可靈活組合成單庫、雙庫（大庫套小庫），節約場地，可適合不同用戶的需要。同時，該系統技術先進，主控計算機可以實現高速圖象跟蹤、自動變庫，完全符合公安部的考試要求，因此將會有很強的市場競爭力。
目前市場上正在使用的樁考系統基本上都處于更新換代的時期，而隨著經濟的不斷發展和人民生活水平的提高，買車、學車的人越來越多，新的駕校及駕駛員培訓基地不斷建立，新型的計算機駕駛員樁考系統的研制成功必將會有先入為主的優勢和廣闊的市場空間。
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伴隨社會經濟的全面進程，新建成的樓宇設施也大量融合的科技元素，近年來集成化的樓宇設施監控系統也被逐漸重視。例如電梯系統、配電系統與照明、供暖、制冷系統，上述集成化設備監控系統在樓宇中具有非常重要的作用，經對樓宇內電氣設施的全面管理，能夠從根本深化電氣設備監控系統的有效性，同時為節約型社會的發展奠定良好的基礎。
關鍵詞：
集成化；樓宇電氣設備；監控系統
1集成化的樓宇電氣設備監控系統的現狀
自上世紀八十年代，樓宇電氣設備監控系統在國內得到廣泛應用。此系統的構建機制是依附于差異化功能系統予以區分，也就是電氣設備的構建及管理分為兩個體系，同時設計以及施工直到完成所有過程，即經差異化的施工單位所完成。這就導致了下述問題：（1）因為生產商存在差異，造成設備間出現不兼容現象，因此造成系統交互過程出現問題；（2）因為子系統的功能存在差異，同時系統之間存在獨立特性，造成資源在予以互換時出現問題。此類構建舉措致使樓宇的電氣設備在使用環節存在隱患。所以集成化的樓宇電氣設備需要每一個子系統結構互同，協議與接口也要有統一的指標，因此規避子系統互聯與硬件設施互操作所存在的弊病，達到資源與信息共享的目的。
2集成化的樓宇電氣設備監控系統結構
集成化的樓宇電氣設備監控系統的功能室能夠控制管理樓宇中的給排水、空調以及照明等電氣設施。為確保樓宇的電氣設備可靠運行，我們要深化軟硬件的穩定性。舉例說明，為樓宇實施最簡單的供電及配電過程中，我們要保障電路與電流的穩定。同時對升降壓設施溫度指標，電流的穩定性等因素都要予以實時的管理及檢測。為匹配于可持續發展的相關需要，樓宇要側重于節能減排，樓宇能耗主要來源于空調、照明以及供暖等電氣設施，為控制資源浪費，對集成化的樓宇電氣系統控制的研究勢在必行。舉例說明在樓宇內，我們要對衛生間、走廊以及停車場等地予以電路設計，可以擇取聲控傳感設備；同時擬定相匹配的電路監測，予以各水位及壓力的控制，達到節能控制的基本要求；針對空調系統，設計完善的啟動與停止控制系統，不但可以減少樓宇的負荷，同時可以達到節能減排的要求。
3集成化的樓宇電氣設備監控系統設計
集成化樓宇電氣設備監控系統，是把電氣監控系統與智能化控制進行有機的結合，自動檢測樓宇的基礎電氣設施，同時予以控制及保護，舉例說明，供配電系統的監測，檢測過程可以利用通信系統的綜合性以及自動性，為信息與資源的共享奠定良好的基礎；而且，通過互聯網，對網絡內外的資源與予以全面利用，因此達到自動化與集成化的要求，可以很好的為信息集成提供依據；經上述舉措，能夠實現電氣設施的集成化管理，而且最大化的節能。在監督合控制功能的基礎上，達到全面監視樓宇內電氣設備的工作情況，我們要予以參數采集。因為在實施參數收集與監控要經通信對參數予以傳輸，此措施不但有遠程通信的優勢，同時還具有一定的廣度。在此環節，要予以大量的參數處理。因為具有一定的監控廣度，參數存在繁瑣的特性，所以不能只追求響應速度，在求得響應速度的基礎上要確保全硬件的監控有效性，而且，要保障系統的穩定性。
4集成化的樓宇電氣設備監控系統設計的一些建議
站在行業角度來分析，全面利用現前沿的技術，對常規技術實施改造。舉例說明，把信息技術與集成化技術進行有機結合，對常規的電氣產業予以智能化的改造。空調與配電設施經改進后會有自動監測及控制功能；綜合建筑內，把一些設備予以聯網改造，能夠達到集成化管理的要求。為匹配于科技的發展，一些生產廠房在予以樓宇電氣設備的生產過程中，進行了一系列功能完善，其中包括空調的生產。在配電設施的智能化功能方面，能夠在常規的基礎上，深化智能化的檢測控制系統，這樣不但能夠具備基礎功能，還可以傳輸相關電量參數，同時予以遠程控制設備。常規的空調設施以及配電設施等加裝智能化系統，所生產的產品本身具備智能化的監控功能，在樓宇應用過程，無需設置BA系統，僅將設備予以聯網，就能夠實現集中管理的電氣設備自控系統。現階段一些大型的樓宇電氣設備生產企業已經以此為側重點予以研究，比如空調冷機廠商，目前的產品大部分均為具有智能化控制系統的設施，其控制設施能夠對所有設備予以整體的監控，所控制的設備其中涵蓋冷水出口溫度、壓縮機、冷卻水出口溫度、冷水入口溫度、閥門開度、冷卻水入口溫度與冷凍泵等設施，經整體開、停控制，達到啟動速度快與停機時間縮減的目的，可以解決耗能，深化了中央空調系統的穩定性。而且實施各機組間設備的啟、停具有連鎖及時間順序控制、相關機組運行時間自動調節，同時可以確保機組的穩定運行，對相關數據予以了保護。對相關參數予以長久的在線儲存，構建歷史報表以及歷史趨勢指標。重要的參數能夠經網絡傳輸至控制中心，在控制中心予以遙控等操作，具有智能化特點，具備BA系統所有的監控及管理功能，同時較之常規的樓控系統對設備的管理更為全面。舉例說明，智能化的開關配電設施，是在常規的開關柜上，予以智能化系統的完善，在常規配電柜的先決條件上架設了智能化的監控模式，不僅能夠實現常規BA系統的電量參數傳輸以及交流接觸設備遠程控制等功能，同時還具備常規BA系統所沒有的管理功能，其中包括故障錄波等，使設施趨于全智能化，同時使配電柜本身具備遠程監控能力，這樣就能夠在中心控制室內對配電設施予以整體性管理。在柜電柜、冷凍機以及電梯等設備上，現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關動力以及組合式空調機控制等，自身具備智能化系統的設施現階段還較少，如一臺組合式的中央空調機組，其予以室內溫度以及濕度收集，同時和設定的溫度與濕度進行對比，依附于公式，對相關加熱器、調節閥以及加濕器等設施予以控制，調節溫度、濕度，以達到相關需要，上述功能已然要利用加裝的BA系統完成。而很多空調及電氣設施在一幢大廈內，具有分布零散的特性，所以，需要加裝安裝的BA系統對其予以整體的管理。空調以及電氣設施制造企業在此類產品中，已然有一定的開發空間，所以要深化智能化系統在上述設備中的應用價值。目前各廠商所開發具有智能化控制系統的樓宇電氣設備，在應用環節，怎樣將相關電氣系統集中至一個建筑設施監控體系的平臺中，是亟待解決的一個內容。要達到相關電氣設備的集成，那么就要在研發智能樓宇電氣設備過程中，全面顧及到設備要具備一個指標化的終端接口。例如產品接口支持微軟OPC功能，這是一類相對理想的解決措施。OPC功能能夠經軟件在中央控制系統上對下屬系統OPC接口予以參數交互，僅需向集成用戶出示接口技術的相關規格以及說明即可，在此基礎上用戶經接口軟件通過監控系統對系統予以網絡監控。只要在產品研發過程中顧及到此類接口功能，那各廠家的設施就可以十分方便的集成到一起，進而達到建筑設備監控系統的相關需要。擇取指標化的現場總線技術實施樓宇電氣設備及集成，這也是未來發展的大趨勢。在研發樓宇電氣設備過程中，各電氣系統全部依附于指標的現場總線技術予以設計，這樣能夠便捷各廠商的設備的集成。如通過LONWORKS技術的智能樓宇電氣設備，只要匹配于LONMARK認證指標，則相關系統就能夠很便捷的集成至一個平臺，進而達到建筑設備監控系統的相關需要。近年來有一些產品匹配于LONMAR論證，空調設備與配電系統等廠商在研發產品的過程，要盡可以應用此技術。
5總結
綜上所述，為確保樓宇的電氣設備可靠運行，我們要深化軟硬件的穩定性。舉例說明，為樓宇實施最簡單的供電及配電過程中，我們要保障電路與電流的穩定。同時對升降壓設施溫度指標，電流的穩定性等因素都要予以實時的管理及檢測。為達到可持續發展的相關需要，樓宇要側重于節能減排，樓宇能耗主要來源于空調、照明以及供暖等電氣設施，為控制資源浪費，對集成化的樓宇電氣系統控制的研究勢在必行。把電氣監控系統與智能化控制進行有機的結合，自動檢測樓宇的基礎電氣設施，同時予以控制及保護，舉例說明，供配電系統的監測，檢測過程可以利用通信系統的綜合性以及自動性，為信息與資源的共享奠定良好的基礎；而且，通過互聯網，對網絡內外的資源與予以全面利用，因此達到自動化與集成化的要求，可以很好的為信息集成提供依據；經上述舉措，能夠實現電氣設施的集成化管理。因為在實施參數收集與監控要經通信對參數予以傳輸，此措施不但有遠程通信的優勢，同時還具有一定的廣度。在此環節，要予以大量的參數處理。因為具有一定的監控廣度，參數存在繁瑣的特性，所以不能只追求響應速度，在求得響應速度的基礎上要確保全硬件的監控有效性。現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關動力以及組合式空調機控制等，自身具備智能化系統的設施現階段還較少，如一臺組合式的中央空調機組，其予以室內溫度以及濕度收集，同時和設定的溫度與濕度進行對比，依附于公式，對相關加熱器、調節閥以及加濕器等設施予以控制，調節溫度、濕度，以達到相關需要，上述功能已然要利用加裝的BA系統完成。空調與配電設施經改進后會有自動監測及控制功能；綜合建筑內，把一些設備予以聯網改造，能夠達到集成化管理的要求。為匹配于科技的發展，一些生產廠房在予以樓宇電氣設備的生產過程中，進行了一系列功能完善，其中包括空調的生產。而很多空調及電氣設施在一幢大廈內，具有分布零散的特性，所以，需要加裝安裝的BA系統對其予以整體的管理。在柜電柜、冷凍機以及電梯等設備上，現階段很多產品都已具有一定程度的智能化控制，不過在相關動力以及組合式空調機控制等，自身具備智能化系統的設施現階段還較少。要達到相關電氣設備的集成，那么就要在研發智能樓宇電氣設備過程中，全面顧及到設備要具備一個指標化的終端接口。
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【關鍵詞】澆注機；機器視覺；圖像處理；ARM
【Abstract】Along with the rapid development of image sensor and embedded technology， machine vision is more and more widely used， It is possible to locate sand pouring cup position through the machine eye . Therefore， this paper adopts ARM embedded platform and PLC electric control system， using CMOS image sensor， image acquisition of casting machine， and image processing， feature extraction， and then achieve the intelligent automatic pouring.
【Key words】Casting machine； Machine vision； Image processing； ARM
0 前言
鑄造是獲得機械鑄件的主要工藝和重要基礎環節。提高澆注的智能化程度，是實現高精度、高品質鑄件生產的保障，還是工人從繁重的從事澆注工作的體力勞動和惡劣的生產環境中解放出來的重要手段。
1 系統整體方案設計
本論文通過工業可編程序控制器（PLC）和嵌入式技術（ARM）的數字化平臺，采用機器視覺[1]液位定位技術、伺服控制技術，實現了自動瞄準澆口杯，自動檢測鐵水液面變化，模擬人工示教的方法自動完成澆注過程。實時補償澆注包，因金屬液體長時間高溫浸蝕掛渣所導致的澆注狀態的惡化，進一步提高了自動澆注機的精確度，改善了自動澆注機的性能。
2 電氣控制系統的軟硬件設計
2.1 電氣控制系統的硬件設計及選型
電氣控制系統整體結構：PLC變頻器控制柜、伺服驅動控制柜、人機界面及按鈕、澆注機。
PLC選型：根據項目任務需要，該項目選擇S7-300 315-2 DP作為該系統電氣控制系統主控單元。
變頻器選型：變頻器選擇高精度、高性能的SINAMICS S120 變頻器。
伺服電氣選型：選擇德國SEW伺服電機及其驅動器。
該澆注機主要由孕育劑給料機、卷揚機、倒鐵水槽、澆包、上行車、下行車、底座、電控系統等幾個重要部分組成。
（1）孕育劑給料機
孕育劑經過減速電機驅動的螺旋體進入孕育劑接管，通過氣流帶動與鐵水同時流入砂型內，即隨流孕育。孕育劑接管可手動調節其角度。
（2）卷揚機
卷揚機由帶有制動器的減速電機驅動，帶動鋼絲繩連接的澆包蓋，使其掀起。
（3）倒鐵水槽
倒鐵水槽內也需要搪耐火材料，當澆包內鐵水溫度達不到澆注工藝要求或由于機器故障等原因需要長時間停機時，需將澆包內鐵水通過此槽倒出。
（4）澆包及澆包模
澆包是整臺澆注機的核心部分。本機澆包為扇形澆包，鐵水出口在扇形圓心附近。澆包內放入澆包模并定位后，將混合好的耐火材料倒入，待凝固后可形成約140mm厚的耐火層。澆包由伺服電機帶動鏈條驅動繞扇形中心旋轉，控制精度高。
（5）上行車
上行車控制澆包X方向移動（與造型線垂直方向），此運動由減速電機變頻驅動，并設有機械限位和電氣限位。上行車也是澆注系統的架體，其上放有澆包平輪支架以及澆包小V型輪支架，此二支架支撐并導向澆包的旋轉運動，此外倒鐵水槽、孕育給料機也固定在上行車上。
（6）下行車
下行車控制澆包沿Y方向移動（與造型線平行方向），此運動由減速電機變頻驅動，并設有機械限位和電氣限位。
（7）底座
底座為下行車車軌，并設有機械限位和電氣限位，以保證下行車運動順暢。
2.2 電氣控制系統的軟件流程圖
3 電子控制系統的軟硬件設計
3.1 電子控制系統的硬件設計及選型
電子控制系統的結構主要為ARM和圖像傳感器。ARM選擇四核1.6Ghz的ARM cortex-A9，圖像傳感器選擇功耗低、價格便宜、像素高的CMOS傳感器OV5640，500萬像素。
3.2 電子控制系統的軟件結構
ARM的軟件部分，完成了圖像的采集，圖像的預處理，圖像的特征提取[2] ，模具的定位以及部分圖像信息的存儲。
4 實施效果及性能檢測
澆注機加滿鐵水后，在自動澆注生產線上配合砂型成型機，連續澆注50個鑄件，澆注完后檢測澆注的準確度、鑄件的合格率，以及澆注機的澆注效率，這三個指標與該廠普通的澆注機的檢測值進行比較計算，測試的數據如下所示：
從以上結果可看出，澆注鑄件的合格率達98%，澆注機效率相對于扇形澆注機提高了1倍，相對于傳統的人工操作提高了2倍多 ，澆注的準確度高達98%。經檢驗，控制系統達到的指標與設計性能指標一致。
【參考文獻】
關鍵詞：PLC溫度程序，可編程終端
1 引言
S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列在集散自動化系統中充分發揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制，運動系統。
普通的蒸汽滅菌器的工作原理是采用設備自身的真空系統強制抽出滅菌室內的空氣，再導入飽和純蒸汽并維持一定的時間、一定的溫度（壓力）。，可編程終端。當飽和純蒸汽與被滅菌物接觸時利用散熱原理導致細菌微生物的蛋白質變性死亡，從而達到滅菌消毒的作用。而防污蒸汽滅菌器的基本工作原理同樣如此，但是因其“防污”的特新，需增加二次滅菌系統，對滅菌室內部排出的廢液等污染物進行進一步的滅菌，同時其管道的設計也需避免污染死角。此類滅菌器特別適用于P3級別的實際需求，亦適用于其它入醫院實驗室、科研試驗室、藥廠實驗室。，可編程終端。
2 設計方法
2.1電控系統的設計
根據設備運行的流程及所要控制的電氣元件，安排PLC的接口，寫出I/O地址分配表。
表1 PLC I/O地址分配
Table 1 PLC I/O addressassignment
觸摸屏與PLC COM1口進行通訊，打印板通過PLC COM2口進行通訊。
圖1人機界面聯接
Figure1 man-machine interface connection
顯示溫度壓力等記錄各種數據/班次/
過程參數、動態被滅菌物品/時間日期
顯示閥門動作、/過程曲線
報警信息等
2.2程序設計
該設備共設置12種滅菌方式，每種滅菌有三步驟，因此在設計程序時需要12個標志位（M儲存區）來控制參數的傳送和程序的運行。，可編程終端。
設備采用溫度壓力雙重控制運行步驟。下面就對溫度與壓力采集進行一下詳解。
在滅菌室內用Pt100鉑電阻檢測室溫，經溫度變送器處理后送給PLC的模擬量輸入模塊，經A／D轉換后得到與溫度成比例的數字量，CPU將它與溫度給定值比較來控制加熱設備開關，實現對溫度的開環控制。
圖2 溫度采集程序
Figure2 temperature collection procedures
在溫度數據采集程序中我們可以看到，首先將EM235采集的模擬量數據傳送至VW4814,然后進過計算與濾波處理得到溫度值。
圖3 壓力采集程序
Figure3 pressure collection procedures
在壓力數據采集程序中我們可以看到，首先將EM235采集的模擬量數據傳送至VW4818,然后進過計算與濾波處理得到壓力值。，可編程終端。
2.3控制畫面的設計
該設備使用了MT506觸摸屏，能實時監視系統和設備的運行狀態、運行參數，及時報告設備的故障和解決方法，對現場設備進行操作。，可編程終端。
在畫面設計時，我們可以通過MT506的編程軟件中的“PLC控制”元件來控制畫面的跳轉，如設置VW0為畫面切換設置地址，將需要切換的畫面號送入VW0即可切換畫面。
圖3 運行畫面
Figure 3Operation
畫面中的文字顯示可以在字符串中設置，并且在對應的數據區里寫入各個字符的數值。，可編程終端。其中溫度和時間的可以通過數值顯示元件進行顯示。
3 結束語
在防污蒸汽滅菌器上應用PLC,提高了設備的自動化程度，使設備可靠、穩定地運行。存在不足之處就是在PT100精度要求高，溫度得不到很好的控制，其波動性較大。
參考文獻
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論文關鍵詞：項目，項目管理，閥門檢測儀，鏈傳動
0 前言
項目管理，就是項目的管理者，在有限的資源約束下，運用系統的觀點、方法和理論，對項目涉及的全部工作進行有效地管理。即從項目的投資決策開始到項目結束的全過程進行計劃、組織、指揮、協調、控制和評價，以實現項目的目標。
1 項目管理實例分析
1.1 項目的目標范圍
【項目名稱】：研制塑料閥門新型檢測儀
【項目發起人】：胡先龍（教授、高級工程師）
【項目經理】：覃羨烘
【項目目標】：開發研制塑料閥門新型檢測儀
開發這種塑料閥門新型檢測儀，不要采用電子程控系統，改用機械與液壓氣壓控制，其生產效率要求在原來的基礎上提高一倍。完成任務后，可以檢驗此成果的先進性，并將其推廣，為我國的塑料閥門產業開闖一條新路。
【項目范圍】：塑料閥門將逐步取代金屬閥門，這領域韓國走在前沿。在廣東肇慶高要白土鎮有一韓資塑料閥門廠，所有設備都是從韓國遷來，近來由于訂單增多鏈傳動，塑料閥門的檢測成了薄弱環節（每件閥門出廠前都要經過氣壓檢測）——全廠僅有兩臺檢測儀：一臺是大型的電子程控液壓半自動檢測儀，一次可以同時檢測4件注塑裝配球芯成型式閥門。但是電子程控系統太嬌，壞了國內還不能維修，現在已經壞了一件，目前只能同時檢測3件。此儀器設備每臺近十萬元；另一臺為手動操作擰螺塞壓緊裝置的小型氣測檢測儀，但生產效率低，每檢測一件閥門平均需要45秒，不能滿足其生產發展的要求。因此廠方要求我們為其開發一種新型檢測儀，不要采用電子程控系統，改用機械與液壓氣壓控制，其生產效率要求提高一倍。
【項目的起止時間】：2009年8月15日—2010年8月30日
1.2 確定資源
1.2.1 物質資源：①學校實訓中心的數控車床、銑床和數控加工中心可以使用；②圖書館電子閱覽室可以上網查閱資料；③圖書館中的相關資料可以任意查詢；④廠家的幾臺機器可供參考。
1.2.2 人才資源：①覃羨烘（女 肇慶科技職業技術學院教師，助教，機械工程大學本科畢業，在讀工程碩士研究生，機械基本知識扎實，有四年多的液氣壓技術研究和機械基礎學科的教學經驗。本次研究負責液氣壓技術、CAD繪圖及總裝）；
②林名升（男 肇慶科技職業技術學院教師，教授，高級工程師。關于機械理論和實踐知識方面相當豐富，獲得過專利獎。本次研究負責機械鏈輪連續傳動設計）；
③倪元相（男 肇慶科技職業技術學院教師，數控系副主任，機械工程碩士研究生，機械基本工扎實，有四年多的數控加工技術研究和教學經驗。本次研究負責數控加工）核心期刊目錄。
1.2.3經費資源：申請獲得批準經費20000元人民幣。
1.3 可行性分析
根據具體研究的內容進行可行性分析，擬解決的關鍵問題：
我們在研發過程中不采用高成本電子程控液壓氣測裝置，而改用機械與液壓傳動的氣測裝置，這樣可以節省成本費用。關鍵是設計一專用氣閥，此專用氣閥只需要一次裝夾，即可檢測閥門的兩頭密封情況，比傳統的兩次裝夾可以節約十幾秒時間。此外，采用鏈輪連續傳動代替目前的手動斷續傳動鏈傳動，又可以節約幾秒到十幾秒時間。我們這種塑料閥門新型檢測儀的研究方案的可行性已得到廠方專家的認可，在此，可以進行本次研究。
1．4 里程碑計劃
1.4.1 具體實施計劃（含年度進度情況）：
1)2009年8月15日，申請立項，遞交項目研究立項書；
2)2009年9月1日~9月30日，現場調研；
3） 2009年10月1日～2009年11月30日，設計并制作專用氣閥。在現有儀器上替換現用的標準氣閥，實現一次裝夾代替兩次裝夾；
4） 2009年12月1日～2010年3月30日（寒假一個月除外），在現有儀器上改裝并設計新的鏈輪傳動；
5) 2010年4月1日～2010年7月30日，完成檢測儀的整體設計，并進行試行使用。用新型檢測儀取代現有的電子程控檢測儀，并能實現一次檢測2 ~ 4件閥門，生產效率提高一倍；
6) 2010年8月1日~2010年8月30日，廣泛查閱相關資料，并仔細調研論證，對該研發成果申請專利。
1.4.2 項目預期成果及提交成果形式：
1) 提供一套完整的設計方案，包括設計圖紙，技術說明書，效益分析等設計資料（其中只給廠方提供設計圖紙）；
2) 由廠方和校方組織相關專家對研發的塑料閥門新型檢測儀進行相關成果鑒定，并給出鑒定結果；
3) 總結研發過程中的得失，發表一定數量的論文，推廣此技術；
4) 在廣泛查閱相關資料，并仔細調研論證的基礎上，方可決定是否對該研發成果申請專利。
1.4.3 時間基線：
我再用一個時間基線來幫助大家看清楚我們每個階段的可交付成果。
1.5 工作分解結構WBS
工作分解結構是（WorkBreakdownStructure,WBS）作為范圍定義的工具和成果，是所有項目管理中最重要的文件之一，它以可交付成果、服務為導向，將任務進行分解以便更好地執行項目。項目運用WBS方法，目的是使工作分解完全、徹底，確保滿足用戶需求的工作范圍，有助于為管理層提供良好的監控和決策支持。
在項目的實施過程中鏈傳動，經常會將整個項目分成若干個小的項目，項目經理應有效的利用好時間，做到各個項目之間的有效、合理銜接，保持整體計劃的合理性和連貫性。項目計劃粗細程度，是一個需要小心把握平衡的問題。越細則控制力度越大，但項目管理的成本越高；反之亦然。以國內目前的狀況，個人看法，3個月以下的項目應細到人天，至少2～3人天；半年以上的項目，至少應詳細到人月。
我作為一個項目經理，對本次研制塑料閥門新型檢測儀要創建WBS。通過創建WBS，我就能正確地預測下面的幾個方面的內容：①WBS明確了完成項目所需要進行的工作；②WBS能產生緊迫感；③WBS能防止項目范圍盲目擴大；④WBS提供了一種控制手段；⑤WBS是范圍基線。
