碳电极质量检测与分类智能终端制造技术

本发明专利技术提供了一种碳电极质量检测与分类智能终端，包括PCB电路板、主控模块、网络模块、电源管理模块、USB接口模块、显示模块及通信模块。本发明专利技术基于嵌入式神经网络处理器芯片和集成电路模块采集碳电极图像进行识别并分类，实现碳电极表面缺陷的识别和分类，可以在终端算力上完成碳电极的识别分类的功能。该终端在运行时可以离线运行，不需要接入网络即可工作，解决了网络时延、带宽和第三方平台的依赖的问题，保障了数据的安全。并且本发明专利技术既可以单独作为设备核心又能够被其他设备所集成，因此适用于碳电极质量检测与分类处理应用场景。且对于一些多路采集分类应用，单个终端可扩展硬件算力和拍摄模块，从而达到协调处理多路碳电极质量检测的目的。质量检测的目的。质量检测的目的。

【技术实现步骤摘要】
碳电极质量检测与分类智能终端


[0001]本专利技术涉及智能检测分类
，具体地，涉及一种碳电极质量检测与分类智能终端。

技术介绍

[0002]碳电极是以石油焦、针状焦为主要原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成的导体，用于在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化。
[0003]碳电极在成型加工过程中容易产生内部缺陷及表面缺陷，其中碳电极表面缺陷主要包括裂纹、缺棱、凹陷、掉角、掉棱、大颗粒及抓点缺失等，以上缺陷的存在，会严重影响电极的使用性能。
[0004]目前，在碳电极质量检测工作中，针对不同的缺陷，需要通过不同的设备及检测系统进行分别检测，并通过人工记录判断，将不合格品与合格品进行分类，分项检测效率低。因此，需要利用智能检测系统，将碳电极质量检测工作进行高效集成，通过一套系统完成不同缺陷的监测与判断工作，并按照缺陷类别及缺陷程度进行分类。
[0005]现有的智能识别分类系统处理流程如下：首先获取注册终端的终端信息，将注册终端的位置与图像分配模块的位置进行距离差计算，得到注册终端的处理间距；然后设定所有终端型号均对应一个预设分类值，将注册终端的型号与所有的终端型号进行匹配，得到对应的预设分类值；接着再获取注册终端的图像分效值；将注册终端的处理间距、预设分类值以及图像分效值进行归一化处理并取其数值，通过数值分析得到注册终端的图优值；将图优值最大的注册终端标记为图像分析端，然后将待分类物品图片发送至图像分析端；图像分析端对待分类物品图片进行图像处理和图像识别，得到待分类物品的所属分类，并将物品所属分类的名称反馈至服务器，同时图像分析端的处理总次数增加一；最后服务器将物品所属分类名称印制在待分类物品图片上，同时标记为物品分类结果图片，并且将物品分类结果图片反馈至图像拍摄模块。
[0006]针对碳电极检测的要求，现有的智能检测终端设备，存在诸多不足。第一、由于硬件设备通信协议和硬件接口种类较多，各设备之间没有统一的通信标准，难以实现设备之间的相互通信和集成，导致现有的分类智能终端核心控制设备集成度较低、体积庞大，难以满足中小型分类机械设备内部集成空间需求，且算力无法满足深度网络模型的运算要求；第二、在一些偏僻、有遮挡或干扰的应用场景中，将会显现较大的技术短板，即利用在云端快速搭建的处理模型方式进行的碳电极质量检测识别终端，存在严重的网络时延，即使满足5G通信需求，上下行数据仍然会受到周围环境的干扰，造成了很大的局限性，除此之外还要每年支付高额的第三方服务费，以及昂贵的运行成本；第三、由于各种功能模块型号类型众多技术迭代快，终端接口的拓展和应用不足，不能保证具备可靠稳定的电源供给质量，需要同时进行多路输入分析时，终端无法灵活拓展，使得整个应用较难实现。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题在于，为了解决在终端实现碳电极质量检验与识别分类运算的问题，提供一种碳电极质量检测与分类智能终端，基于嵌入式神经网络处理器芯片和集成电路模块采集碳电极表面图像进行识别并分类，完成生产与使用过程中碳电极的质量检测与分类工作。
[0008]本专利技术提供了一种碳电极质量检测与分类智能终端，包括PCB电路板、主控模块、网络模块、电源管理模块、USB接口模块、显示模块及通信模块，主控模块、网络模块、电源管理模块、USB接口模块、显示模块及通信模块分别通信连接，并集成配装在PCB电路板上，其中：
[0009]所述主控模块包括嵌入式处理器，所述嵌入式处理器用于解释设备指令以及处理设备软件中的数据，所述嵌入式处理器具有big.LITTLE大小核CPU架构，同时采用CPU+GPU+NPU硬件结构设计的AI芯片，外围搭配1GB DDR3和4GB LPDDR4内存还有32GB eMMC，支持Caffe、Tensorflow、TensorFlow Lite、ONNX、Darknet多种模型，通过rknn模型转换从而在终端上实现神经网络处理器npu的推理加速，其自身主动模式算力最高可达3.0Tops，还可通过接口拓展RK1808的NPU算力；所述嵌入式处理器具备丰富的接口和嵌入式3D GPU，使RK3399Pro与OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1、OpenCL和DirectX 11.1完全兼容；
[0010]所述网络模块包括以太网收发器和无线数据模块，所述以太网收发器为符合10Base
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T、100Base
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TX和1000Base
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TIEEE 802.3标准的高度集成的以太网收发器，所述以太网收发器可提供通过CAT.5UTP电缆发送和接收以太网数据包的所有必要的物理层功能，实现交叉检测、自动校正、极性校正、自适应均衡、串扰消除、回波消除、定时恢复和纠错功能，以提供在1000Mbps时电磁兼容性和静电放电鲁棒性的发送和接收能力，以太网收发器还提供简化千兆位媒体独立接口，用于直接连接MII/RMII/RGMII兼容的Ethemet MAC处理器和交换机，实现MAC和PHY之间的数据传输；所述无线数据模块为4G TD
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LTE无线数据模块，支持下行150Mbps，上行50Mbps的传输速率，内置TCP/IP协议栈、扩展AT指令集以及丰富的扩展功能FOTA、USSD、IPV6/IPV4，无线数据模块可通过USB扩展接口连接，实现终端的4G网接入；
[0011]所述电源管理模块包括电源及功率管理集成电路，所述功率管理集成电路内部集成编解码器，适用于由外部电源供电的多核系统应用，功率管理集成电路提供五个可配置的同步降压转换器，同时还包括9个LDO调节器，两个开关和一个电池燃料计量器；功率管理集成电路powerup/Powerdown控制器是可配置的，并且可以支持任何定制的Powerup/Powerdown序列；功率管理集成电路内部还集成了一个实时时钟，以提供32.768kHz的输出缓冲器和实时功能；
[0012]所述USB接口模块包括USB接口，所述USB接口采用SY8113B同步压降DC
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DC转换器，所述USB接口由SY8113B单独供电，使其具备连接USB
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Hub分线器扩展多路的可靠电源供电能力，扩展后可连接RK1808加速棒、UVC协议摄像头及存储硬件设备；
[0013]所述显示模块包括交互显示模组，所述显示模组可连接标准的HDMI2.0接口协议，交互显示模组采用HDMI接口类型，支持4K/60Hz显示输出，同时还支持HDCP 1.4/2.2高带宽数字内容保护技术；
[0014]所述通信模块采用4pin的串口通信原理，串口按位发送和接收字节，可以在使用
一根线发送数据的同时用另一根线接收数据，通过应用TTL、RS485、RS232等模组可进行相应的通信协议转换，通信模块可灵活连接TTL、RS485和RS232等通信功能模块与设备进行通信；通过减少板载端口连接扩展模组的方式提高端口利用率，让使用不同通信协议的设备都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳电极质量检测与分类智能终端，其特征在于，包括PCB电路板、主控模块、网络模块、电源管理模块、USB接口模块、显示模块及通信模块，主控模块、网络模块、电源管理模块、USB接口模块、显示模块及通信模块分别通信连接，并集成配装在PCB电路板上，其中：所述主控模块包括嵌入式处理器，所述嵌入式处理器用于解释设备指令以及处理设备软件中的数据，所述嵌入式处理器具有big.LITTLE大小核CPU架构，同时采用CPU+GPU+NPU硬件结构设计的AI芯片，外围搭配1GB DDR3和4GB LPDDR4内存还有32GB eMMC，支持Caffe、Tensorflow、TensorFlow Lite、ONNX、Darknet多种模型，通过rknn模型转换从而在终端上实现神经网络处理器npu的推理加速，其自身主动模式算力最高可达3.0Tops，还可通过接口拓展RK1808的NPU算力；所述嵌入式处理器具备丰富的接口和嵌入式3D GPU，使RK3399Pro与OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1、OpenCL和DirectX 11.1完全兼容；所述网络模块包括以太网收发器和无线数据模块，所述以太网收发器为符合10Base
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T、100Base
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TX和1000Base
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TIEEE 802.3标准的高度集成的以太网收发器，所述以太网收发器可提供通过CAT.5UTP电缆发送和接收以太网数据包的所有必要的物理层功能，实现交叉检测、自动校正、极性校正、自适应均衡、串扰消除、回波消除、定时恢复和纠错功能，以提供在1000Mbps时电磁兼容性和静电放电鲁棒性的发送和接收能力，以太网收发器还提供简化千兆位媒体独立接口，用于直接连接MII/RMII/RGMII兼容的Ethemet MAC处理器和交换机，实现MAC和PHY之间的数据传输；所述无线数据模块为4G TD
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LTE无线数据模块，支持下行150Mbps，上行50Mbps的传输速率，内置TCP/IP协议栈、扩展AT指令集以及丰富的扩展功能FOTA、USSD、IPV6/IPV4，无线数据模块可通过USB扩展接口连接，实现终端的4G网接入；所述电源管理模块包括电源及功率管理集成电路，所述功率管理集成电路内部集成编解码器，适用于由外部电源供电的多核系统应用，功率管理集成电路提供五个可配置的同步降压转换器，同时还包括9个LDO调节器，两个开关和一个电池燃料计量器；功率管理集成电路powerup/Powerdown控制器是可配置的，并且可以支持任何定制的Powerup/Powerdown序列；功率管理集成电路内部还集成了一个实时时钟，以提供32.768kHz的输出缓冲器和实时功能；所述USB接口模块包括USB接口，所述USB接口采用SY8113B同步压降DC
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DC转换器，所述USB接口由SY8113B单独供电，使其具备连接USB
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Hub分线器扩展多路的可靠电源供电能力，扩展后可连接RK1808加速棒、UVC协议摄像头及存储硬件设备；所述显示模块包括交互显示模组，所述显示模组可连接标准的HDMI2.0接口协议，交互显示模组采用HDMI接口类型，支持4K/60Hz显示输出，同时还支持HDCP 1.4/2.2高带宽数字内容保护技术；所述通信模块采用4pin的串口通信原理，串口按位发送和接收字节，可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据，通过应用TTL、RS485、RS232等模组可进行相应的通信协议转换，通信模块可灵活连接TTL、RS485和RS232等通信功能模块与设备进行通信；通过减少板载端口连接扩展模组的方式提高端口利用率，让使用不同通信协议的设备都可以通过外接模组被此设备连接，同时也可被当做模组被其他设备集成。2.如权利要求1所述的碳电极质量检测与分类智能终端，其特征在于，所述嵌入式处理器采用瑞芯微主控RK3399Pro作为嵌入式核心处理器；所述网路模块采用RTL8211F
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CG以太网收发器及ME909s
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821无线数据模块；电源管理模块采用瑞芯微RK809
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3功率管理集成电
路。3.如权利要求2所述的碳电极质量检测与分类智能终端，其特征在于，所述主控模块中，嵌入式核心处理器RK3399Pro的XIN_OSC、XOUT_OSC分别连接24MHz晶振的1、3端口，通过电容C78、C79接地，晶振的2、4端口接地；主控RK3399Pro的NPOR连接电容C76的一端和RK809
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3的RESETB引脚；RESETB引脚连接电容C226一端，电容C226另一端接地；且RESETB引脚连接R104电阻一端，另一端与VCC_1V8_S3电源连接；且RESETB引脚连接ED7一端，ED7另一端接地；且RESETB引脚连接RESET开关，开关另一端接地；主控RK3399Pro的CLK32K_IN引脚，连接RK809
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3产生的32KHz时钟，通过CLK32K引脚R102、R2电阻引入；主控RK3399Pro的REF_CLKO输出24MHz的时钟，通过C89电容输入到主控RK3399Pro的NPU_OSC_24M_IN的引脚；主控RK3399Pro的GPIO0_A4、GPIO0_B2、GPIO0_B3分别连接三路PMIC线性稳压器LP3983SAB5F
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08、SY8089AAC、RT9193
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18GB为NPU为NPU_VDD_0V8_S3、NPU_VDD_LOG_S0、NPU_VCC_1V8_S3使能；主控RK3399Pro的DDR0_、DDR1_开头的引脚，分别对应连接两块LPDDR4内存；主控RK3399Pro的NPU_DDR_开头的引脚，对应连接两块DDR3内存；主控RK3399Pro的ADC_IN2连接R45一端，R45另一端接1.8V电源；且ADC_IN2连接C156一端，C156另一端接地；且ADC_IN2连接R46一端，另一端连接ED3和开关，开关另一端接地；主控RK3399Pro的GPIO2_A3、GPIO2_A4，分别连接S8050三极管连接LED1和LED2发光二极管阴极，发光二极管阳极连接3V3电源；主控RK3399Pro的GPIO4_C5连接到SY6288CAA的4端口；主控RK3399Pro的GPIO4_D3连接到U18的3端口和R143的一端，R143另一端接地；主控RK3399Pro的NPU_RESET_L连接R13电阻一端，另一端连接主控RK3399Pro的GPIO1_A0；主控RK3399Pro的SLEEP_STATUS连接R14电阻一端，另一端连接主控RK3399Pro的GPIO1_A3；主控RK3399Pro的NPU_GPIO0_B0连接R16电阻一端，另一端连接主控RK3399Pro的GPIO1_A4；主控RK3399Pro的NPU_GPIO0_C7连接R17电阻一端，另一端连接主控RK3399Pro的GPIO1_C3；主控RK339...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新宇，
申请(专利权)人：宁夏计算机软件与技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：