基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，包括单片机、烤房控制器、摄像头、称重传感器、红外线温度传感器；其中，所述单片机连接有至少7个RS485接口，其中4个RS485接口用于连接所述摄像头，其中1个RS485接口用于连接所述烤房控制器，其中1个RS485接口用于连接所述称重传感器，其中1个RS485接口用于连接所述红外线温度传感器，RS485接口之间可以相互通用。本系统既可以兼容不同类型和厂家的烤房控制器，又可以外接摄像头、称重传感器和红外线温度传感器，实现基于机器视觉、烟叶水分和表面温度变化的烟叶智能烘烤。烟叶智能烘烤。烟叶智能烘烤。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统


[0001]本技术主要涉及烟叶烘烤相关
，具体是基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统。

技术介绍

[0002]目前烟叶烤房有燃煤、生物质和热泵等不同类型，控制器通过干湿球温度计采集烤房温湿度实现烟叶烘烤自动控制。现有技术中，在技术专利基于双通讯模块的烤房参数远程监控系统(公开号:CN110839082A)中解决了不同通讯模块的兼容性问题，专利基于多通道的烟叶烘烤物联网通讯模块(公开号:CN208063247U)中提出了不同的通讯通道采集烤房温湿度的问题，专利基于机器视觉的智能烤房控制仪(公开号:CN209728470U)将机器视觉接入烤房控制仪的自动控制。但是要兼容市面上各种类型和厂家的烤房控制器，实现基于机器视觉、烟叶水分和表面温度变化的智能烘烤，在现有的专利和文献中尚未出现。

技术实现思路

[0003]为解决目前技术的不足，本技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，本系统既可以兼容不同类型和厂家的烤房控制器，又可以外接摄像头、称重传感器和红外线温度传感器，实现基于机器视觉、烟叶水分和表面温度变化的烟叶智能烘烤。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，包括单片机、烤房控制器、摄像头、称重传感器、红外线温度传感器；
[0006]其中，所述单片机连接有至少7个RS485接口，其中4个RS485接口用于连接所述摄像头，其中1个RS485接口用于连接所述烤房控制器，其中1个RS485接口用于连接所述称重传感器，其中1个RS485接口用于连接所述红外线温度传感器，RS485接口之间可以相互通用。
[0007]进一步，所述单片机连接有9个RS485接口，其中2个RS485接口为备用接口。
[0008]进一步，所述RS485接口统一采用四孔配线连接头。
[0009]进一步，所述摄像头采用防水摄像头，每个摄像头采用两个LED灯作为光源。
[0010]进一步，所述摄像头采用150度广角镜头，摄像头设置在两个LED灯中间位置，摄像头距离所述LED灯距离为10cm，所述LED灯长度为100cm，功率为11w。
[0011]进一步，所述单片机型号为STM32F103ZE，所述称重传感器为500KG量程的S型压力称重传感器，所述红外线温度传感器型号为SA10A4，配套22V转12V电源适配器。
[0012]进一步，所述系统还包括4G模块，所述4G模块通过串口连接的方式连接所述单片机。
[0013]进一步，所述4G模块型号为SIM7600CE。
[0014]本技术的有益效果：
[0015]本技术的核心在于提供一种智能烘烤系统，系统的通讯模块，既可以兼容不同类型和厂家的烤房控制器，又可以外接摄像头、称重传感器和红外线温度传感器，实现基于机器视觉、烟叶水分和表面温度变化的烟叶智能烘烤；
[0016]本技术设计9个RS485接口，外接摄像头、称重传感器、红外线温度传感器和烤房控制器，可以彼此通用，任意搭配；摄像头采集烟叶图像上传到服务器，运用matlab软件分析烟叶图像，根据烟叶颜色和面积变化判断烟叶烘烤进程，实现智能烘烤；称重传感器测量烟叶重量变化，系统通过烟叶重量变化判断出烟叶水分的变化，实现智能烘烤；红外线温度传感器测量烟叶表面温度变化，根据烟叶表面温度变化实现智能烘烤。
附图说明
[0017]附图1为本技术结构图。
[0018]附图2为本技术LED灯设置方式示意图；
[0019]附图3为本技术单片机相关电路图；
[0020]附图4为本技术RS485接口相关电路图；
[0021]附图5为本技术4G模块相关电路图。
[0022]附图6为本技术电源相关电路图。
具体实施方式
[0023]结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0024]如图1、2所示，为本技术提供的一种基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统相关示意图，图3、4、5、6为相关电路图，其中图4仅示例处其中一个用于连接烤房控制器的RS485接口电路，其余RS485接口电路采用同样电路结构。
[0025]本系统主要包括单片机、烤房控制器、摄像头、称重传感器、红外线温度传感器。
[0026]本系统的单片机连接有9个RS485接口，统一采用四孔配线连接头，管脚1～4依次定义为：电源(12V)、A、B、地。电路板上插座型号：molex0039291047双排弯座4PIN94V0，配线连接头型号：molex0039012045双排插头4PIN94V0。其中4个RS485接口连接摄像头，1个RS485接口连接称重传感器，1个RS485接口连接红外线温度传感器，1个RS485接口连接烤房控制器，预留2个用于未来功能扩展。RS485接口之间可以相互通用，任意搭配烤房控制器、摄像头、称重传感器和红外线温度传感器等外围设备。
[0027]本技术的摄像头采用防水摄像头，150度广角镜头，640*480分辨率。每个摄像头采用两个LED灯作为光源，色温为6500K白光，长度为1米，功率为11W，灯管常亮不需要控制，摄像头和烟叶之间距离10厘米。每隔半小时自动采集一次烟叶图像，也可以在任意时刻实时拍照上传图像。拍照所得图片通过数据网络上传到目标服务器存储，图片存储目标服务器地址和拍照分辨率可以远程修改。
[0028]为了扩大图形采集范围，可将视觉传感器固定在滑块上，采用丝杆移动和电控滑轨组合的方式，扫描整片区域烟叶的图像信息。这种方式可以节省视觉传感器的数量。烟叶
在烘烤过程中的重量变化主要是由于水分蒸发，因此，检测烘烤过程中烟叶重量变化即可计算烟叶水分含量变化。本技术中，选用高精度重量传感器全程监测烘烤过程中烟叶重量变化，并以此来自动计算烟叶水分变化情况。
[0029]由于干湿球温度计测量的是烤房的温湿度，并不能反映烟叶表面的温度变化，因此本技术采用红外线温度传感器，以非接触的方式测量烟叶表面温度。
[0030]本技术中，优选配置如下：单片机STM32F103ZE、4G通讯模块SIM7600CE、RS485串口摄像头(30W像素)、500KG量程的S型压力称重传感器、SA10A4型红外线线温度传感器，配套22V转12V电源适配器。
[0031]本技术的核心在于提供一种通讯模块，既可以兼容不同类型和厂家的烤房控制器，又可以外接摄像头、称重传感器和红外线温度传感器，实现基于机器视觉、烟叶水分和表面温度变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，其特征在于，包括单片机、烤房控制器、摄像头、称重传感器、红外线温度传感器；其中，所述单片机连接有至少7个RS485接口，其中4个RS485接口用于连接所述摄像头，其中1个RS485接口用于连接所述烤房控制器，其中1个RS485接口用于连接所述称重传感器，其中1个RS485接口用于连接所述红外线温度传感器，RS485接口之间可以相互通用。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，其特征在于，所述单片机连接有9个RS485接口，其中2个RS485接口为备用接口。3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，其特征在于，所述RS485接口统一采用四孔配线连接头。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉、烟叶水分和温度变化的烟叶智能烘烤系统，其特征在于，所述摄像头采用防水摄像头，每个摄像头...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虎，
申请(专利权)人：重庆碚瑜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：