[发明专利]一种基于DSP的嵌入式浮选泡沫图像监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于DSP的嵌入式矿物泡沫浮选图像监控装置，是一种用于获取矿物泡沫浮选视觉信息，对图像进行本地处理以避免大数据量的图像传输，并具有多种外围端口的一种小型低功耗高性能装置。

背景技术

浮选是矿物加工中应用最广泛的一种选矿方法，通过极其复杂的物理化学反应过程进行矿化起泡。浮选泡沫是由气固液三相组成的三维复杂体，包含着如气泡大小、颜色、速度等与浮选状态及指标的视觉信息。多年来选厂主要靠生产工人观察泡沫来调节操作，但泡沫状态呈随机性，而不同操作人员对泡沫状态的判断没有统一定量的标准，导致操作的主观性和随意性较大，是浮选过程难以处于最优运行状态，常出现生产过程不稳定，浪费矿物资源等问题。随着自动控制、计算机、嵌入式系统等技术的发展，研究开发浮选泡沫嵌入式机器装置，利用图像信息定量地反映浮选过程状态，并给出参考操作信息已成为可能。目前，浮选泡沫上应用的机器视觉系统大多是基于PC构架的，基于PC构架的图像处理系统的优势主要体现在其通用性、可扩充性上。但是，这种视觉系统价格昂贵，软件需要定制，其开发工作复杂，开发周期长，而且受工作环境限制，移动性能较差。另外，基于PC构架的图像处理系统的处理器只有一个，难以通过并行处理来提高多组矿物泡沫浮选设备的响应速度，而且PC计算机使用的是功能复杂的Windows操作系统，较多的系统资源消耗在系统服务中，从而影响系统的整体计算性能，而且其较大的体积和重量对于工作设备的可移动性而言也是一种缺陷。

发明内容

为了解决现有PC架构的泡沫浮选监控技术中存在的不足和缺陷，本发明目的在于设计一种基于DSP的体积小、功耗低、计算能力强的嵌入式矿物浮选泡沫图像监控装置。

一种基于DSP的嵌入式浮选泡沫图像监控装置，包括：

图像采集装置，负责图像的采集；

图像处理核心板，负责图像的实时处理和分析；

通讯接口板，负责图像的输入解码与外部显示设备通讯和输出最后的决策控制信号；

所述图像采集装置与通讯接口板通过BNC电缆相连；图像处理核心板和通讯接口板通过总线插槽相连；

图像采集装置包括：内装有矿物泡沫的浮选槽、防护罩、摄像机、高频光源、电源，其中摄像机与通讯接口板、图像处理核心板通过电缆相连，并均嵌在防护罩内，由铆钉固定，且在防护罩、高频光源及电源外再套浮选槽，所述的高频光源由电源提供电力并对矿物泡沫进行照明，所述的摄像机拍摄被高频光源照射下的矿物泡沫，通讯板的以太网端口通过网线与PC机相连。

图像处理核心板包括：动态随机存储器DRAM、FLASH存储器、DSP处理器；DSP处理器的数据总线和地址总线与动态存储器和FLASH存储器相连，DSP处理器通过指定的地址访问动态存储器内所存储的动态数据和FLASH存储器内存储的静态数据；

通讯接口板包括：摄像头输入端口、视频解码芯片、以太网控制器、以太网端口、通用异步收发器、RS232收发器、RS232端口、数字量IO端口；

摄像头输入端口与摄像机相连，用于采集摄像机的模拟图像；

视频解码芯片分别与摄像头输入端口和DSP处理器相连，用于接收摄像头输入端口的模拟图像并进行解码，生成的数字图像输出到DSP处理器，且DSP处理器对解码芯片进行控制；

以太网控制器分别与DSP处理器和以太网端口相连，用于实现DSP处理器与以太网之间通信数据的物理层协议封装；

以太网端口连接至以太网，用于从以太网中接收数据或者发送数据到以太网；

通用异步收发器的控制器与DSP处理器相连，用于实现DSP处理器的并行数据与通用异步收发器的串行通信数据之间的协议转换；

RS232收发器分别与通用异步收发器和RS232端口相连，用于实现通用异步收发器串行通信数据与RS232通信数据之间的电平转换；

RS232端口是用于物理连接到外部RS232通信的端口；

数字量IO端口与DSP处理器相连，用于接收和发送数字量信号。

所述的浮选泡沫图像监控装置，防护罩为由铝合金材料构成滑盖式密封箱体，其中前侧壁为防护玻璃。

所述的浮选泡沫图像监控处理装置，高频光源功率为200W，发光频率为2.65MHz，照度为1500lux,色温为4500K。

所述的浮选泡沫图像监控处理装置，所述DSP处理器具有视频输入端口、数据总线、地址总线、数字量IO端口、I²C端口及以太网端口，其中：