物流货物危险品检测分拣系统的研究

摘要

随着电商的崛起，物流货物中携带的易燃易爆等危险品影响物流行业发展，同时也威胁着工作人员的安全。X射线在物流货物安检系统已经得到广泛利用，但是X射线只能检测出货物的形状，不能确定货物的分子组成及货物的种类，更无法对液态及粉尘类等货物进行准确检测。拉曼光谱仪对于液体及粉尘类危险品的检测准确度比传统的X射线精确，但是拉曼光谱仪只能透过透明或半透明的包装对货物进行检测，再加上现场环境的影响，会造成光谱仪获得的被测货物的现场拉曼光谱图不够精确，故使得拉曼光谱仪用于现场物流货物检测得不到普及。
　　首先，本文对拉曼光谱图传统数据降噪处理算法进行了分析和总结，通过重新设计数据处理部分的降噪阈值函数;其次，在使用小波降噪算法时，利用基于平移不变的小波阈值降噪算法生成的阈值，提高拉曼光谱图的精度，并且通过仿真验证了该算法的有效性，从而可将拉曼光谱仪广泛用于物流货物危险品检测中;最后，设计研究出一套基于X射线检测装置和拉曼光谱仪及PLC的物流货物危险品检测分拣系统。该系统能够通过自动分拣出X射线不能准确检测的可疑货物以及能确定的非紧急处理的危险品，对可疑货物通过拉曼光谱仪进行二次检测，以确定可疑货物的成份，进行分类处理。
　　利用电子标签有效完成检测系统和PLC之间的通信，提高了危险品分拣的效率。系统包括检测部分、识别部分、分拣部分、监控部分和人机界面。用组态王软件实现了电子标签阅读和危险品的自动分拣，测试系统的相关性能，表明该系统具有一定的应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和目的

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 国内外货物检测分拣系统的区别

1．3 物流货物危险品检测分拣系统的概论

1．4 课题研究的主要内容及工作安排

1．5 本课题解决的主要技术问题

2 检测技术

2．1 一次检测技术

2．1．1 X射线的产生

2．1．2 X射线的衰减规律

2．1．3 X射线成像的基本原理

2．1．4 X射线图像危险品的主要识别方法

2．2 二次检测技术

2．2．1 拉曼光谱的背景意义

2．2．2 拉曼光谱的基本原理

2．2．3 拉曼光谱的基本理论

2．2．4 拉曼光谱的经典解释

2．2．5 拉曼散射经典解说的修正

2．2．6 拉曼光谱的量子理论解释

2．2．7 拉曼光谱技术的特点

2．2．8 拉曼光谱仪基本原理

2．3 本章小结

3 拉曼光谱图处理

3．1 拉曼光谱图常用数据降噪处理算法

3．1．1 拉曼光谱图累加求平均降噪

3．1．2 拉曼光谱图傅立叶变换频谱分析降噪

3．1．3 拉曼光谱图小波变换降噪

3．1．4 拉曼光谱图基于平移不变的小波阈值降噪

3．1．5 基于平移不变的小波阈值降噪函数仿真

3．2 检测可疑危险品

3．2．1 引言

3．2．2 检测系统光路

3．2．3 检测结果分析

3．2．4 拉曼光谱分析

3．3 电子标签

3．3．1 电子标签原理

3．3．2 电子标签系统的工作流程

3．3．3 电子标签的特点

3．3．4 电子标签子系统

3．4 本章小结

4 危险品检测分拣系统

4．1 危险品检测分拣系统

4．2 危险品自动识别系统

4．2．1 危险品检测信息与PLC设置信息匹配设计

4．2．2 物流分拣线的硬件设计

4．2．3 物流危险品分拣系统的硬件

4．2．4 危险品分拣系统对象建模

4．2．5 物流危险品检测分拣监控系统

4．2．6 物流货物危险品检测分拣系统人机操作界面

4．3 本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果