CN110791943A - 一种智能验布机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能验布机控制系统，包括：至少一智能验布机，每个智能验布机连接一子控制器；总控制器，根据客户端发送的控制指令，通过控制各子控制器以控制各智能验布机，包括：数据存储模块，保存各子控制器预设编号及预设识别标识；数据查询模块，根据控制指令查询得到预设编号对应的预设识别标识；PLC控制模块，根据预设识别标识生成驱动控制指令发送至子控制器；光源控制模块，根据预设识别标识生成光源控制指令发送至子控制器；相机控制模块，根据预设识别标识生成拍摄控制指令发送至子控制器；疵点检测模块，根据布料图像生成布料缺陷报告。本发明实现了对多台智能验布机统一控制。

Description

一种智能验布机控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种智能验布机控制系统。

背景技术

我国是纺织大国，在布匹生产过程中，往往需要识别布料的各种瑕疵、缺陷，以判断改布匹是否合格。这通常是在传统验布机上由人工实现的，存在检测速度慢、效率低、可持续性差等问题。

实现智能验布需要增加检测装置，如相机、光源、瑕疵检测计算单元等。现有的一些文献资料提供了一些混合使用以上部件的硬件装置思路，但有以下不足：

1.一台验布机往往只用一套独立的计算控制单元，很少涉及多台智能验布机的统一控制；

2.智能验布装置涉及多个组件，如照明、图像采集、疵点检测计算、打标等，使得多台工业验布机在快速运转的时候，数据交互逻辑非常复杂，且对检测实时性的要求很高；现有的公开资料没有从数据交互控制的角度考虑多台验布机之间的统一控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能验布机控制系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种智能验布机控制系统，具体包括：

至少一智能验布机，每个所述智能验布机包括若干硬件模块，且各所述硬件模块通过串口连接一子控制器，所述硬件模块包括：

相机，用于拍摄所述智能验布机中待验布匹的布料图像并输出；

光源，用于为所述相机提供成像照明；

图像采集卡，连接所述相机，用于调节所述相机的成像参数；

PLC控制器，用于驱动所述智能验布机；

所述子控制器中保存有各所述硬件模块的预设通信端口号；

总控制器，分别连接各所述子控制器和一客户端，用于根据所述客户端发送的包含所述子控制器的预设编号的控制指令，通过控制各所述子控制器以对各所述智能验布机进行相应控制，所述总控制器包括：

数据存储模块，用于保存各所述子控制器的所述预设编号以及对应所述预设编号的预设识别标识；

数据查询模块，连接所述数据存储模块，用于根据所述控制指令于所述数据存储模块中查询得到所述预设编号对应的所述预设识别标识；

PLC控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的驱动控制指令发送至所述子控制器；

所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述驱动控制指令发送至所述PLC控制器，以驱动所述智能验布机；

光源控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的光源控制指令发送至所述子控制器；

所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述光源控制指令发送至所述光源，以为所述相机提供成像照明；

相机控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的拍摄控制指令发送至所述子控制器；

所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述拍摄控制指令发送至所述图像采集卡，以控制所述相机根据所述成像参数拍摄所述布料图像；

疵点检测模块，用于根据所述布料图像处理得到所述待验布匹的布料缺陷数据，根据所述布料缺陷数据生成相应的布料缺陷报告并发送至所述客户端。

作为本发明的一种优选方案，所述子控制器为单片机。

作为本发明的一种优选方案，所述单片机与所述总控制器的连接方式为通过串口连接，或通过以太网连接或通过局域网连接。

作为本发明的一种优选方案，所述单片机与所述总控制器的通讯方式为基于TCP的socket，或HTTP，或串口通讯。

作为本发明的一种优选方案，所述预设识别标识为唯一且固定的端口号或局域网IP地址。

作为本发明的一种优选方案，还包括编码器，连接所述智能验布机，用于计算所述智能验布机中待验布匹的行进位置。

作为本发明的一种优选方案，所述智能验布机还包括人机交互界面，用于提供图形操作界面以及查看所述子控制器发送的所述布料缺陷报告。

作为本发明的一种优选方案，还包括打印机，连接所述智能验布机，用于打印所述布料缺陷报告。

作为本发明的一种优选方案，还包括打标机，连接所述智能验布机，用于根据所述布料缺陷数据对所述待验布匹进行打标。

作为本发明的一种优选方案，所述相机为线扫相机。

本发明的有益效果：

1)支持动态增加智能验布机外接硬件设备；

2)将总控制器划分为多个相互独立的控制模块，每个控制模块管理自身的功能，降低了模块间的耦合，提高了本发明的智能验布机控制系统的灵活性，满足工业场景下的复杂控制和实时性要求；

3)总控制器能够与多台智能验布机相连，实现统一控制，避免了一台智能验布机对应一个控制系统的部署重复性；

4)增减智能验布机更加方便，系统升级改造更加便捷，降低维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例所述的一种智能验布机控制系统的结构示意图一。

图2是本发明一实施例所述的一种智能验布机控制系统的结构示意图二。

图3是本发明一实施例所述的一种智能验布机控制系统控制验布机工作的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能验布机控制系统，如图1和图2所示，具体包括：

至少一智能验布机1，每个智能验布机包括若干硬件模块11，且各硬件模块11通过串口连接一子控制器2，硬件模块11包括：

相机111，用于拍摄智能验布机1中待验布匹的布料图像并输出；

光源112，用于为相机提供成像照明；

图像采集卡113，连接相机111，用于调节相机111的成像参数；

PLC控制器114，用于驱动智能验布机1；

子控制器2中保存有各硬件模块11的预设通信端口号；

总控制器3，分别连接各子控制器2和一客户端4，用于根据客户端4发送的包含子控制器2的预设编号的控制指令，通过控制各子控制器2以对各智能验布机1进行相应控制，总控制器3包括：

数据存储模块31，用于保存各子控制器的预设编号以及对应预设编号的预设识别标识；

数据查询模块32，连接数据存储模块31，用于根据控制指令于数据存储模块31中查询得到预设编号对应的预设识别标识；

PLC控制模块33，连接数据查询模块32，用于根据预设识别标识生成相应的驱动控制指令发送至子控制器2；

子控制器2根据对应的预设通信端口号将驱动控制指令发送至PLC控制器114，以驱动智能验布机1；

光源控制模块34，连接数据查询模块32，用于根据预设识别标识生成相应的光源控制指令发送至子控制器2；

子控制器2根据对应的预设通信端口号将光源控制指令发送至光源，以为相机111提供成像照明；

相机控制模块35，连接数据查询模块32，用于根据预设识别标识生成相应的拍摄控制指令发送至子控制器2；

子控制器2根据对应的预设通信端口号将拍摄控制指令发送至图像采集卡113，以控制相机111根据成像参数拍摄布料图像；

疵点检测模块36，用于根据布料图像处理得到待验布匹的布料缺陷数据，根据布料缺陷数据生成相应的布料缺陷报告并发送至客户端4。

如图3所示，具体地，本实施例中，本发明提供一种智能验布机控制系统，能够实现多台智能验布机、多个硬件接口以及多个控制模块之间的统一管理和调度，满足工业场景下的复杂控制和实时性要求。

进一步具体地，总控制器3能够对一台或多台智能验布机1的所有软硬件进行统一控制。上述总控制器优选DELL服务器。通过搭建一个总控制器3，由总控制器3控制多台智能验布机1的工作，不仅节省了多台智能验布机1在部署中的成本，在系统升级过程中只需要升级控制系统的服务。也可以统一控制多台智能验布机1，收集多台智能验布机1的数据进行整合分析。

其中，子控制器2优选为单片机，该单片机优选采用型号为STC15F2K08S2的单片机。智能验布机1的各个硬件模块11，包括光源、相机、采集卡、PLC，通过串口连接到单片机作为单台智能验布机1的子控制系统。上述PLC优选采用型号为信捷XD3-32R的PLC控制器。通过重写系统端口命名规则使每种硬件模块11的的通讯端口号固定。

单片机与总控制器3相连并建立通讯，形式不限于串口连接、以太网口连接、局域网连接。通讯形式可以是基于TCP的socket、HTTP、串口通讯等。每个单片机获得一个唯一的、固定的端口号或者是局域网ip地址，并保存在总控制器3的数据存储模块31中。

用户在客户4端操作时，客户端4可以是pc、手机端等，比如通过客户端4控制某一台智能验布机1进行光源参数控制，客户端4的控制指令发送给总控制器3，总控制器3在数据存储模块31中查询到该智能验布机1连接的单片机对应的端口号或局域网ip地址，通知光源控制模块34，由光源控制模块34处理逻辑，生成正常的光源控制指令，并发送该光源控制指令给对应的单片机，单片机监听到到光源控制指令后发送到光源串口。

用户在客户端4对某台智能验布机1点击开始采集指令。总控制器3在数据存储模块31中查询该智能验布机1连接的单片机对应的端口号或ip地址，由相机控制模块35和PLC控制模块33分别处理自己服务正确逻辑，生成相应的拍摄控制指令和驱动控制指令并通知对应的单片机，单片机服务监听到拍摄控制指令和驱动控制指令后发送到图像采集卡串口和PLC控制器串口。

每台智能验布机1的图像采集卡113采集到的布料图片由单片机发送到总控制器3，由总控制器3通过统计算法识别缺陷，并对缺陷数据整体分析生成缺陷报告。验布机人员可以在客户端4轻松看到各个智能验布机1的缺陷检测结果。

当减少智能验布机1时，只需要在总控制器3删除相应的智能验布机1关联信息即可。当新增智能验布机1时，只需要新智能验布机1的单片机与总控制器3相连，新增端口名/ip地址即可。

当智能验布机1升级改造，需要增加模块或者升级某一个模块功能时，只需要升级总控制器3中相关的模块功能服务，无须对一台一台智能验布机1升级系统重新部署。

作为本发明的一种优选方案，子控制器2为单片机。

作为本发明的一种优选方案，单片机与总控制器3的连接方式为通过串口连接，或通过以太网连接或通过局域网连接。

作为本发明的一种优选方案，单片机与总控制器3的通讯方式为基于TCP的socket，或HTTP，或串口通讯。

作为本发明的一种优选方案，预设识别标识为唯一且固定的端口号或局域网IP地址。

作为本发明的一种优选方案，还包括编码器4，连接智能验布机1，用于计算智能验布机1中待验布匹的行进位置。

作为本发明的一种优选方案，所述智能验布机1还包括人机交互界面12，用于提供图形操作界面以及查看所述子控制器2发送的所述布料缺陷报告。

作为本发明的一种优选方案，还包括打印机5，连接所述智能验布机1，用于打印所述布料缺陷报告。

作为本发明的一种优选方案，还包括打标机6，连接所述智能验布机1，用于根据所述布料缺陷数据对所述待验布匹进行打标。

作为本发明的一种优选方案，相机111为线扫相机。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种智能验布机控制系统，其特征在于，具体包括：

至少一智能验布机，每个所述智能验布机包括若干硬件模块，且各所述硬件模块通过串口连接一子控制器，所述硬件模块包括：

相机，用于拍摄所述智能验布机中待验布匹的布料图像并输出；

光源，用于为所述相机提供成像照明；

图像采集卡，连接所述相机，用于调节所述相机的成像参数；

PLC控制器，用于驱动所述智能验布机；

所述子控制器中保存有各所述硬件模块的预设通信端口号；

总控制器，分别连接各所述子控制器和一客户端，用于根据所述客户端发送的包含所述子控制器的预设编号的控制指令，通过控制各所述子控制器以对各所述智能验布机进行相应控制，所述总控制器包括：

数据存储模块，用于保存各所述子控制器的所述预设编号以及对应所述预设编号的预设识别标识；

数据查询模块，连接所述数据存储模块，用于根据所述控制指令于所述数据存储模块中查询得到所述预设编号对应的所述预设识别标识；

PLC控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的驱动控制指令发送至所述子控制器；

所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述驱动控制指令发送至所述PLC控制器，以驱动所述智能验布机；

光源控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的光源控制指令发送至所述子控制器；所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述光源控制指令发送至所述光源，以为所述相机提供成像照明；

相机控制模块，连接所述数据查询模块，用于根据所述预设识别标识生成相应的拍摄控制指令发送至所述子控制器；所述子控制器根据对应的所述预设通信端口号将所述拍摄控制指令发送至所述图像采集卡，以控制所述相机根据所述成像参数拍摄所述布料图像；

疵点检测模块，用于根据所述布料图像处理得到所述待验布匹的布料缺陷数据，根据所述布料缺陷数据生成相应的布料缺陷报告并发送至所述客户端和所述子控制器。

2.根据权利要求1所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述子控制器为单片机。

3.根据权利要求2所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述单片机与所述总控制器的连接方式为通过串口连接，或通过以太网连接或通过局域网连接。

4.根据权利要求2所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述单片机与所述总控制器的通讯方式为基于TCP的socket，或HTTP，或串口通讯。

5.根据权利要求1所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述预设识别标识为唯一且固定的端口号或局域网IP地址。

6.根据权利要求1所述的智能验布机控制系统，其特征在于，还包括编码器，连接所述智能验布机，用于计算所述智能验布机中待验布匹的行进位置。

7.根据权利要求1所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述智能验布机还包括人机交互界面，用于提供图形操作界面以及查看所述子控制器发送的所述布料缺陷报告。

8.根据权利要求7所述的智能验布机控制系统，其特征在于，还包括打印机，连接所述智能验布机，用于打印所述布料缺陷报告。

9.根据权利要求7所述的智能验布机控制系统，其特征在于，还包括打标机，连接所述智能验布机，用于根据所述布料缺陷数据对所述待验布匹进行打标。

10.根据权利要求1所述的智能验布机控制系统，其特征在于，所述相机为线扫相机。

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