動態(tài)禽蛋自動敲擊發(fā)聲裝置及蛋殼裂紋聲學(xué)檢測的研究.pdf

1、禽蛋蛋殼破損后極容易遭受細(xì)菌侵入,保鮮期變短,存在安全隱患,因此需在加工過程中及時剔除掉。本文在課題組前期研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了部分方案的改進(jìn)和優(yōu)化,最終設(shè)計了一個禽蛋裂紋動態(tài)識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)功能齊全,能夠?qū)Φ拜佭\輸線上的禽蛋,完成蛋殼表面的自動敲擊、發(fā)聲信號的同步采集、分析、裂紋識別、以及剔除工作。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)禽蛋裂紋動態(tài)識別系統(tǒng)硬件以TMS320F28335芯片作為主處理器,其外圍硬件實現(xiàn)電

2、路主要包括蛋殼敲擊聲音采集電路、信號調(diào)理電路、外接A/D接口、分級驅(qū)動電路等。完成后的系統(tǒng)運行穩(wěn)定,對蛋輥運輸線上的禽蛋基本能夠?qū)崿F(xiàn)破損識別和分級功能。系統(tǒng)采用外部中斷觸發(fā)方式,實現(xiàn)對蛋殼敲擊發(fā)聲信號的同步采樣,即由自動敲擊裝置發(fā)出的信號,引導(dǎo)系統(tǒng)實現(xiàn)對蛋殼敲擊發(fā)聲的信號的同步采集,將采集時間縮短至23ms。
　　 (2)為配合實時檢測流程,本文還介紹了一種輕巧的禽蛋自動敲擊裝置,該裝置配有光電傳感器,可以對禽蛋位置進(jìn)行識別,并

3、實現(xiàn)對禽蛋的大頭、赤道、大頭等三個部位的敲擊作業(yè)。自動敲擊裝置運行穩(wěn)定,敲擊力度適中,不會對禽蛋造成機械損傷,一次完整的動作所需最長時間為72ms。激光觸發(fā)裝置反應(yīng)快速、準(zhǔn)確,能夠根據(jù)雞蛋的運動位置及時地引導(dǎo)敲擊筒準(zhǔn)確敲擊在蛋殼上,試驗過程中沒有出現(xiàn)漏敲和誤敲的現(xiàn)象,適用于在線檢測。
　　 (3)在DSP軟件程序設(shè)計上,采用模塊化的設(shè)計思想,按照實現(xiàn)功能將程序劃分成DSP初始化模塊、定時中斷采樣模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、判別模塊和分

4、級驅(qū)動模塊五個獨立模塊分別獨立設(shè)計,其編程實現(xiàn)采用C語言和匯編語言混合編程的方法。IIR數(shù)字濾波器和FFT變換的DSP軟件實現(xiàn)本文軟件編程關(guān)鍵和難點,為此,調(diào)用了TI公司針對C28系列的DSP的編寫的Filter Library和FFT Library庫文件,以加快系統(tǒng)軟件的開發(fā)進(jìn)度。
　　 (4)通過MATLAB軟件對獲取的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)好殼蛋與破損蛋之間區(qū)別較大的聲音特征參數(shù):共振峰值、功率譜面積、持續(xù)時間、振鈴計