基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置及方法，光學(xué)檢測模塊用以采集銅包鋼的線徑圖像；光學(xué)信號處理模塊，連接光學(xué)檢測模塊，將采集得到的線徑圖像進行信號放大、濾波以及二值化處理，得到脈沖信號；脈沖信號在同一周期中包括兩部分：第一部分的脈寬不隨銅包鋼的線徑大小變化而變化，第二部分的脈寬隨銅包鋼的線徑大小變化而變化；數(shù)據(jù)處理MCU，連接光學(xué)信號處理模塊，接收脈沖信號，并對第二部分的脈寬進行計數(shù)，得到線徑數(shù)據(jù)；無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，連接數(shù)據(jù)處理MCU，并無線通信連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉測試測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置及方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]銅包鋼線是雙金屬復(fù)合材料的表層為銅導(dǎo)體，它在高頻區(qū)域內(nèi)應(yīng)用，具有比相同規(guī)格的純銅線的導(dǎo)電率高，且具備了鋼的強度和銅的抗腐蝕性。目前，銅包鋼線的生產(chǎn)工藝多以電鍍?yōu)橹?，生產(chǎn)的銅層厚度無法實時監(jiān)測，容易導(dǎo)所生產(chǎn)的銅包鋼線質(zhì)量不合格。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，包括:
光學(xué)檢測模塊，用以采集銅包鋼的線徑圖像；
光學(xué)信號處理模塊，連接光學(xué)檢測模塊，將采集得到的線徑圖像進行信號放大、濾波以及二值化處理，得到一脈沖信號，脈沖信號在同一周期中包括兩部分:第一部分的脈寬不隨銅包鋼的線徑大小變化而變化，第二部分的脈寬隨銅包鋼的線徑大小變化而變化；
數(shù)據(jù)處理MCU，連接光學(xué)信號處理模塊，接收脈沖信號，數(shù)據(jù)處理MCU內(nèi)的定時計數(shù)器對第二部分的脈寬進行計數(shù)，得到銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)；
無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，連接數(shù)據(jù)處理MCU,并無線通信連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。
[0006]較佳的，還包括:
鍵盤輸入模塊，連接數(shù)據(jù)處理MCU，用以提供一線徑閾值；
報警提示裝置，連接數(shù)據(jù)處理MCU，用以在檢測得到的銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)超過線徑閾值時發(fā)出報警信號。
[0007]較佳的，還包括:顯示模塊，連接數(shù)據(jù)處理MCU，用以實時顯示檢測得到的線徑數(shù)據(jù)。
[0008]較佳的，無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過ZigBee無線通信連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉且檢測準(zhǔn)確度較高，適于推廣。
[0010]本發(fā)明另提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控方法，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控方法，包括以下步驟:
51、對銅包鋼的線徑進行光學(xué)成像，得到線徑圖像；
52、對線徑圖像進行放大、濾波以及二值化處理，得到相應(yīng)的一脈沖信號，脈沖信號在同一周期中包括兩部分:第一部分的脈寬不隨銅包鋼的線徑大小變化而變化，第二部分的脈寬隨銅包鋼的線徑大小變化而變化；
53、對第二部分的脈寬進行計數(shù)，得到線徑數(shù)據(jù)；
54、將線徑數(shù)據(jù)無線傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。
[0011]較佳的，在步驟S4還包括:通過顯示模塊實時顯示得到的線徑數(shù)據(jù)，以及在得到的銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)超過線徑閾值時發(fā)出報警信號。
[0012]較佳的，在步驟S2與S3之間還包括:設(shè)置一長度為10的脈寬列隊，每獲取一脈沖信號就列入脈寬列隊，在脈寬列隊儲滿時進行中值濾波，并執(zhí)行S3，然后清空脈寬列隊，等待下一次儲滿，依次循環(huán)。
[0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉且檢測準(zhǔn)確度較高，適于推廣。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1所示的是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0018]為了便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，在各個模塊中，采用220V市電供電，通過變壓器及穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換為直流5V電壓和3.6V供各個模塊使用。
[0020]本實施例的光學(xué)檢測模塊8采用線陣CO) (Charge Coupled Device,即電荷藕荷器件)圖像傳感器，利用測徑原理來采集銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)并輸出，經(jīng)過光學(xué)信號處理模塊7進行濾波、放大以及二值化處理，得到脈沖信號，傳輸至數(shù)據(jù)處理MCUl。其中，測徑原理是本領(lǐng)域的公知常識，本發(fā)明在此不做贅述。
[0021]數(shù)據(jù)處理MCUl通過無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊5與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備6連接，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備6可實時獲取數(shù)據(jù)處理MCUl中的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。鍵盤輸入模塊2用來給數(shù)據(jù)處理MCUl提供一線徑閾值，數(shù)據(jù)處理MCUl將采集到的線徑數(shù)據(jù)與輸入的線徑閾值進行比較，當(dāng)采集到的線徑數(shù)據(jù)超出輸入的線徑閾值范圍時，通過報警提示裝置3發(fā)出報警信號。報警提示裝置3可以是警示燈，在采集到的線徑數(shù)據(jù)超出輸入的線徑閾值范圍的狀態(tài)下進行發(fā)光報警，本發(fā)明對此不做限制，技術(shù)人員可選擇其他類型的報警提示裝置，如蜂鳴器等，報警信號也可以為聲音、短信提示等類型，技術(shù)人員可任意進行選擇。
[0022]顯示模塊4用來實時顯示采集到的線徑數(shù)據(jù)，方便現(xiàn)場監(jiān)控。
[0023]本發(fā)明的工作原理如下:光學(xué)檢測模塊8把銅包鋼的線徑成像于CXD圖像傳感器由于銅包鋼與背景在光強上的強烈變化，反映在CCD視頻信號中所對應(yīng)的圖像邊界處會有急劇的電平變化，輸出圖像也是灰度圖像。在對圖像灰度要求不高的系統(tǒng)中，為提高系統(tǒng)處理速度和降低成本，通常使用二值化圖像。二值化處理即把圖像和背景作為分離的二值圖像對待，通過二值化處理可把CXD視頻信號中銅包鋼的線徑與背景分離成二值電平。實現(xiàn)CCD視頻信號二值化的方法很多，常用的有固定閾值法、浮動閾值法和微分法，優(yōu)選的，本實施例中以采用固定閾值法為例，但不以此為限，固定閾值法最簡單、電路上最容易實現(xiàn)。因發(fā)明統(tǒng)采用恒流電源供電，確保了光學(xué)檢測模塊8發(fā)出的光源穩(wěn)定，故采用固定閾值法實現(xiàn)線徑的精確測量。
[0024]在光源和電源穩(wěn)定性得到充分保證的情況下，采用固定閾值法可實現(xiàn)線徑的精確測量。本發(fā)明中采用的固定閾值二值化電路由電壓比較器完成，比較電壓由一可調(diào)電阻分壓而得。在測量中，二值化電路還可以減少因銅包鋼線徑邊緣的衍射帶來的測量誤差。線陣CCD的直接輸出波形信號經(jīng)濾波電路和二值化電路后得到相對應(yīng)的脈沖波形，輸出一個周期內(nèi)有兩部分，一個脈寬比較寬的部分隨銅包鋼線徑大小變化而變化，另一個二值化波形中脈寬比較窄的部分不隨銅包鋼線徑的大小發(fā)生變化。
[0025]把該二值化波形(即脈沖信號)送入數(shù)據(jù)處理MCUl的外部中斷口，通過數(shù)據(jù)處理MCUl的定時計數(shù)器對該二值化波形中脈寬比較寬的部分進行計數(shù)，計數(shù)大小即與銅包鋼線徑大小存在對應(yīng)的關(guān)系。
[0026]為了進一步提高無線通信的穩(wěn)定性，本發(fā)明還可做以下改進:
無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊5與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備6之間的無線通信采用了基于ZigBee無線通信技術(shù)，保證了遠(yuǎn)程監(jiān)控的內(nèi)容能夠及時顯示，同時通信信息可以做到實時穩(wěn)定。通過采用JN5139芯片作為無線通信核心芯片，避免了有線通信所帶來的不便，而且此通信模塊傳輸范圍大，抗干擾性強，功耗低，保證了遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備和無線傳感器設(shè)備通信的穩(wěn)定。
[0027]考慮到可能因為某種原因而導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)較大誤差，可以通過軟件方法對測量結(jié)果進行重新修改。修改系數(shù)保存到單片機的EEPROM里面，EEPROM里面的數(shù)據(jù)掉電保存。正常關(guān)機或者意外斷電的情況下重開機器，系統(tǒng)能以上次的修改系數(shù)顯示線徑大小，使顯示屏上時刻顯示的是銅包鋼線徑的真值大小。
[0028]本發(fā)明中還可以設(shè)置長度為10的脈寬隊列，每測量一個脈沖寬度就將其送入該脈寬隊列。當(dāng)隊列存儲滿時，對該隊列里的數(shù)據(jù)進行中值濾波，把本次中值濾波的數(shù)據(jù)進行處理后，同時清空隊列，清空的隊列等待下一次脈寬數(shù)據(jù)的讀入。
[0029]本發(fā)明對此不做限制，技術(shù)人員可根據(jù)實際情況進行選擇不同的傳輸方式。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，其特征在于，包括: 光學(xué)檢測模塊，用以采集銅包鋼的線徑圖像； 光學(xué)信號處理模塊，連接所述光學(xué)檢測模塊，將采集得到的線徑圖像進行信號放大、濾波以及二值化處理，得到一脈沖信號，所述脈沖信號在同一周期中包括兩部分:第一部分的脈寬不隨銅包鋼的線徑大小變化而變化，第二部分的脈寬隨銅包鋼的線徑大小變化而變化； 數(shù)據(jù)處理MCU，連接所述光學(xué)信號處理模塊，接收所述脈沖信號，所述數(shù)據(jù)處理MCU內(nèi)的定時計數(shù)器對所述第二部分的脈寬進行計數(shù)，得到銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)； 無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，連接所述數(shù)據(jù)處理MCU，并無線通信連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括: 鍵盤輸入模塊，連接所述數(shù)據(jù)處理MCU，用以提供一線徑閾值； 報警提示裝置，連接所述數(shù)據(jù)處理MCU，用以在檢測得到的銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)超過所述線徑閾值時發(fā)出報警信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括:顯示模塊，連接所述數(shù)據(jù)處理MCU，用以實時顯示檢測得到的線徑數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控裝置，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊通過ZigBee無線通信連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。
5.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、對銅包鋼的線徑進行光學(xué)成像，得到線徑圖像； 52、對線徑圖像進行放大、濾波以及二值化處理，得到相應(yīng)的一脈沖信號，脈沖信號在同一周期中包括兩部分:第一部分的脈寬不隨銅包鋼的線徑大小變化而變化，第二部分的脈寬隨銅包鋼的線徑大小變化而變化； 53、對第二部分的脈寬進行計數(shù)，得到線徑數(shù)據(jù)； 54、將線徑數(shù)據(jù)無線傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控方法，其特征在于，在步驟S4還包括:通過顯示模塊實時顯示得到的線徑數(shù)據(jù)，以及在得到的銅包鋼的線徑數(shù)據(jù)超過線徑閾值時發(fā)出報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的銅包鋼線徑測量監(jiān)控方法，其特征在于，在步驟S2與S3之間還包括:設(shè)置一長度為10的脈寬列隊，每獲取一脈沖信號就列入所述脈寬列隊，在所述脈寬列隊儲滿時進行中值濾波，并執(zhí)行S3，然后清空所述脈寬列隊，等待下一次儲滿，依次循環(huán)。
【文檔編號】G01B11/08GK104034273SQ201410282703
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】劉孝趙, 劉光柱, 張超 申請人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院