基于TMS320F2812的滤棒检测控制系统软件设计与实现

摘要

微波检测技术在烟草行业应用广泛。传统的气压式检测技术对环境影响敏感，图像式检测技术的实时性不高，光电图像式检测技术受滤棒材料的制约。微波检测具有测量结果准确，检测速度快，可靠性高等特点，适用于各种复合滤棒密度与烟支湿度的检测。本课题主要研究了复合滤棒密度的微波检测技术，设计并实现了一种基于TMS320F2812的复合滤棒质量检测控制系统，经过测试证明所设计的系统适用于广泛应用的多种型号的复合滤棒机组，通过微波检测复合滤棒的密度，实现了复合滤棒的滤棒错位、拼接间隙和相位偏移等缺陷的在线实时检测及缺陷产品准确剔除，达到了预期功能。
　　首先，研究了几种典型系统方案，对这些方案进行对比、分析，根据实际应用需求提出了采用带有内部A/D的DSP的解决方案。分别介绍了系统组成，并对系统各模块的工作流程和微波检测系统原理进行了分析。然后，详细叙述了所提出的基于TMS320F2812的滤棒密度数据采集与处理系统的设计与实现过程，包括数据采集、数据处理、数据通信等模块。本系统采用双缓冲区对密度数据进行采集与传输，有效地提高了数据的并行处理能力。此外，本课题还就如何提高密度数据采集的精度和实时性等问题进行了研究与讨论。提出了采用滤波算法对数据进行处理的策略，提高了数据精度，有效的消除了外部瞬时突发干扰信号对微波信号的影响；在实时性方面，本系统采用40960Hz的采样频率，采样分辨率为0.098mm，A/D模块采用16个通道对数据进行采集，同时系统采用流水线的方式对信号进行处理，使得采集和处理速度大大提高。
　　对所设计的系统进行了测试，当复合滤棒的速度达到240M/min时，该系统实现了复合滤棒的拼接间隙、滤棒错位和相位偏移等缺陷的在线实时检测并剔除的功能，性能稳定。

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1 绪论

1.1 课题背景、目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的研究目标及内容

1.4 本文章节内容安排

2 滤棒检测控制系统相关技术分析

2.1 滤棒检测控制系统方案分析

2.2 微波检测系统

2.3 DSP处理器

2.4 TMS320F2812的开发平台

2.5 滤棒检测控制系统的组成

2.6 小结

3 滤棒检测控制系统设计与实现

3.1 系统架构

3.2 控制与数据处理模块的实现

3.3 通信模块的实现

3.4 数据采集模块的实现

3.5 小结

4 滤棒检测控制系统实验与分析

4.1 实验环境与系统需求

4.2 滤波算法分析

4.3 实验结果分析

4.4 小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1 复合滤棒密度数据