基于高速總線的煙草異物 智能剔除系統的研究

聞 平 袁 興 張樂年 肖 榮

（1.南京大樹智能科技股份有限公司，南京 211122；2.南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

現代工業的發展，推動了現代煙草工業的發展。煙草異物智能剔除系統是現代煙草工業發展的高科技產物，該系統能實現對煙草雜物的有效剔除，整體提升煙草生產的質量。煙草異物剔除系統通過高速總線將圖像處理、軟件算法、高速剔除系統、電氣系統等功能系統高速通信，實現高速圖像算法處理，驅動高速氣閥執行對雜物的有效剔除。

高速總線已廣泛應用于各個工業領域，其高速通信能力，能整體提升運算處理能力，實現現代工業快速的處理能力。煙草異物智能剔除系統通過高速總線實現了高效的煙草雜物檢測與剔除功能。

1 煙草異物智能剔除系統和高速總線簡介

1.1 煙草異物智能剔除系統

煙草異物智能剔除系統是現代工業發展的高科技產物，該系統集圖像學、光學、軟件、制冷、機械、電氣等功能系統，系統通過圖像軟件算法處理，來檢測識別煙草中的雜物，并高速驅動高速氣閥剔除相應的雜物，整體提升煙草工業的食品級水準的發展。

煙草異物智能剔除系統通過高速總線將圖像采集處理系統、軟件算法系統、高速驅動氣閥系統、電氣系統等功能系統高速通信，從而滿足煙草雜物高速有效的檢測剔除功能。該系統通過高速線掃描相機實時采集煙草圖像，通過高速總線將圖像傳輸給軟件處理系統，軟件處理系統處理后通過高速總線驅動高速氣閥實時有效地剔除煙草雜物。圖1是煙草異物智能剔除系統圖。

圖1 煙草異物智能剔除系統

1.2 高速總線系統

總線是用來傳送信息代碼的公共通道。根據應用的領域，有多種總線的分類，基本的是地址和數據總線，同時根據通信速度分為串口總線、并行總線、網絡總線、特殊行業總線。同時各種總線都有相應的特點和優點。總線具有高可靠性保證了各種系統運行的穩定與安全。

高速總線是現代工業發展的產物，隨著計算機工業的發展，高速總線也得到了飛快的發展，通過高速總線能整體提升信息傳輸的速度，提升系統處理能力，滿足現代工業多數據多功能的高速信息處理交換性能。

2 高速總線在煙草異物智能剔除系統的原理與應用

2.1 高速總線在煙草異物智能剔除系統的原理

煙草異物智能剔除系統主要包含圖像采集系統、軟件算法系統、高速閥驅動系統、水冷系統、電氣系統。電氣系統通過以太網高速總線實現內部外部的高速通信；圖像采集系統通過實時并行高速總線實現圖像的實時采集；各個軟件算法系統通過高速以太網數據通信；高速驅動氣閥系統通過高速并行總線實現數據通信；圖2是煙草異物智能剔除系統整體功能網絡圖。

煙草異物智能剔除系統的核心是圖像采集處理系統與高速氣閥驅動系統。圖像實時采集系統通過高速線掃描相機實時采集煙草圖像，并通過相機高速并行總線將煙草圖像實時高速傳輸給計算機軟件算法處理系統，軟件算法系統實時通過計算機高速背 板總線進行數據交換，實時分析雜物圖像位置，通過并行高速總線將數據信息傳輸給高速閥驅動系統，高速閥驅動系統通過高速并行總線驅動高速閥，實時高速剔除煙草雜物。圖3是煙草異物智能剔除系統圖像采集處理與高速閥驅動總線框架圖。

圖2 煙草異物智能剔除系統功能網絡框架

圖3 圖像采集處理與高速閥驅動總線框架

2.2 高速總線在煙草異物智能剔除的實際應用

煙草異物智能剔除系統通過高速總線將圖像實時采集系統、計算機軟件算法系統、高速閥剔除系統核心功能系統高速連接，高速實時進行數據的交換通信，實現對煙草雜物的高速檢測與剔除。

圖像采集系統采用高速先掃描工業級相機實時采集煙草圖像，然后通過高速相機總線傳輸煙草圖像數據給高速工業級計算機系統，進行數據的分析與計算，最后通過并行高速工業總線將高速閥驅動信息傳輸給高速閥驅動系統，驅動高速閥剔除雜物。整個數據交換都是通過高速總線來實現，滿足了煙草雜物實時檢測與剔除的高速要求。圖4煙草異物智能剔除系統實際應用圖。

圖4 高速總線實際數據交換應用圖

3 結論

現在煙草工業隨著現代工業的發展得到了飛速的發展，煙草異物智能剔除系統就是煙草工業設備發展的高科技產品系統，該系統通過圖像軟件處理實時剔除煙草雜物，提升了煙草工業的食品級水準。

煙草異物智能剔除系統包含圖像采集系統、軟件算法系統、高速閥剔除系統、電氣控制系統，各個系統通過高速總線進行數據信息通信，高速實時進行煙草圖像的采集處理，通過總線高速實時驅動高速氣閥剔除煙草雜物。高速總線具有數據高速可靠的傳輸，提升了系統的實時處理能力，實際應用效果也顯著。

[1] 煙草異物智能剔除系統技術手冊[Z].南京:南京大樹智能科股份有限公司,2013:30-50.

[2] 現場總線技術及其應用[M].北京:清華大學出版社,1999:108-130.

[3] 馮冬芹,廖智軍. 基于以太網的工業控制網絡實時通信模型研究[J]. 儀器儀表學報,2005(9).

[4] 中國通信學會.通信工程叢書:數據傳輸[M].北京:人民郵電出版社. 1998:198-206.

[5] 陳磊. 從現場總線到工業以太網的實時性問題研究[D].浙江大學,2004:178-200.

[6] 廖智軍.基于高速以太網的現場總線協議研究與開發[D]. 浙江大學,2004:167-189.

[7] 劉天偉.基于高速以太網現場總線（HSE）網絡管理的研究與開發[D].浙江大學,2005:156-167.