一種檢測單絲颣節(jié)的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測單絲颣節(jié)的方法，A、將單絲以預(yù)定速度通過光電傳感器，光電傳感器的接收端檢測單絲通過時的光電信號；B、將檢測的光電信號通過信號調(diào)理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送到單片機，單片機將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對信號噪音抑制，并進行突變異點的確認，若是沒有突變異點則判斷為正常走絲；若是出現(xiàn)突變異點，則對其進行重構(gòu)；C、將重構(gòu)數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的比較閾值進行比較，若是超過比較閾值，則判斷為一個有效信號，否則為無效信號；若連續(xù)第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，至少有第二預(yù)定值個有效信號，則判斷為一個颣節(jié)。能方便、準確、快速的得到活蛹單根蠶絲上的纇節(jié)信號數(shù)量，為蠶種優(yōu)選工作提供一項至關(guān)重要的參數(shù)依據(jù)。
【專利說明】一種檢測單絲顥節(jié)的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在蠶種育種領(lǐng)域中蠶種優(yōu)選的檢測方法，尤其涉及一種檢測蠶絲顙節(jié)的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在蠶絲生產(chǎn)過程中，蠶種的質(zhì)量決定了蠶絲的質(zhì)量，而蠶種的優(yōu)劣是比較活體蛹繭絲的質(zhì)量而比較出來的，目前國內(nèi)在蠶種育種領(lǐng)域中對蠶種優(yōu)選工作中的活蛹單根蠶絲顏節(jié)檢測方法是將活蛹單體繭解絲并繞于一小黑板上，用人眼去數(shù)并記錄顙節(jié)數(shù)，試驗結(jié)果受人為因素影響大，而且數(shù)據(jù)量很大，需要花費大量的人力和時間。這些都將會很大程度上影響到蠶種的優(yōu)選優(yōu)育目的。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在效率低、工作量大的不足，有待發(fā)明人對此作出創(chuàng)造性改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測蠶絲顙節(jié)的方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的蠶絲顙節(jié)檢測效率低、工作量大的問題，提供一種采用小波分析檢測活蛹單根蠶絲顏節(jié)方法。通過光電轉(zhuǎn)換傳感器件將勻速運動在傳感器檢測區(qū)內(nèi)的活蛹單根蠶絲的物理形態(tài)所影響的光線度轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電信號。單片機嵌入式系統(tǒng)采集變化的電信號，利用小波分析方法對采集的電信號進行濾波、分解及重構(gòu)，實現(xiàn)對采集電信號的噪聲抑制，突變異點信號檢測以及顏節(jié)信號的判斷，進而達到活蛹單根蠶絲顏節(jié)準確、快速的檢測目的。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種檢測單絲顙節(jié)的方法，包括步驟:
八、將單絲以預(yù)定速度通過光電傳感器，光電傳感器的接收端檢測單絲通過時的光電信號；
8、將檢測的光電信號通過信號調(diào)理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送到單片機，單片機將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對信號噪音抑制，并進行突變異點的確認，若是沒有突變異點則判斷為正常走絲；若是出現(xiàn)突變異點，則對其進行重構(gòu)；
匕將重構(gòu)數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的比較閾值進行比較，若是超過比較閾值，則判斷為一個有效信號，否則為無效信號；若連續(xù)第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，至少有第二預(yù)定值個有效信號，則判斷為一個顙節(jié)。
[0006]所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，所述預(yù)定速度為1.50/8 ；所述第一預(yù)定值為64 ；所述第二預(yù)定值為33。
[0007]所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，所述步驟中:若第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，連續(xù)出現(xiàn)5個無效信號，則判斷為正常走絲。
[0008]根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，其特征在于，還包括步驟:0、將檢測數(shù)據(jù)輸入至計算機。
[0009]一種利用所述的方法檢測單絲顙節(jié)的裝置，包括:
光電傳感器，用于將檢測運動在傳感器檢測區(qū)內(nèi)的單絲的電信號；
信號調(diào)理單元，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成模擬信號；
單片機，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，判斷數(shù)字信號中突變異點，進而判斷顙節(jié)的存在與否；
所述光電傳感器、所述信號調(diào)理單元和所述單片機依次連接。
[0010]所述的檢測單絲顙節(jié)的裝置，所述的光電傳感器為紅外光電對管，所述紅外光電對管是一對光分感度在80011111-90011111之間，具有土 100度指向特性的傳感器。
[0011]所述的檢測單絲顙節(jié)的裝置，所述單片機包括:
八％模塊，與所述信號調(diào)理單元連接，用于接收所述信號調(diào)理單元發(fā)送的模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
分析模塊，用于接收所述八IX:模塊的數(shù)字信號，并進行顙節(jié)存在分析；
輸出模塊，用于將檢測結(jié)果輸送至計算機；
所述仙模塊、所述分析模塊和所述輸出模塊依次連接。
[0012]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用光電傳感器將不規(guī)則形態(tài)的單根蠶絲信號轉(zhuǎn)化成電信號，再利用信號調(diào)理單元將電信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，再將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，對檢測的信號做小波處理之后，能方便、準確、快速的得到活蛹單根蠶絲上的顏節(jié)信號數(shù)量，為蠶種優(yōu)選工作提供一項至關(guān)重要的參數(shù)依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本申請?zhí)峁┑臋z測蠶絲顙節(jié)的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本申請?zhí)峁┑臋z測蠶絲顙節(jié)的方法流程圖。
[0015]圖3為本申請?zhí)峁┑男〔ǚ治隽鞒虉D。
[0016]圖4為本申請?zhí)峁┑念嫻?jié)判斷流程圖。
[0017]圖5為本申請?zhí)峁┑牟蓸幽M信號示意圖。
[0018]圖6為本申請?zhí)峁┑男〔ǚ治?尺度分解效果示意圖。
[0019]圖7為本申請?zhí)峁┑膶?shù)字信號重構(gòu)效果示意圖。
[0020]圖8為本申請?zhí)峁┑念嫻?jié)信號示意圖。

【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種檢測蠶絲顙節(jié)的方法及裝置，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本申請?zhí)峁┮环N檢測單絲顙節(jié)的方法，請一并參閱圖1-圖4包括步驟:
3100、將單絲以預(yù)定速度通過光電傳感器，光電傳感器的接收端檢測單絲通過時的光電信號。
[0023]具體的，本申請?zhí)峁┮环N檢測單絲顙節(jié)的裝置，包括光電傳感器10，所述光電傳感器10用于用于將檢測運動在傳感器檢測區(qū)內(nèi)的單絲的電信號，紅外光電對管，所述紅外光電對管是一對光分感度在800鹽-90011111之間，具有±100度指向特性的傳感器；每隔預(yù)定時間檢測一次通過其中的單根蠶絲。
[0024]使用所述的光電傳感器10檢測勻速運動在光電轉(zhuǎn)換傳感器檢測區(qū)的活蛹單根蠶絲轉(zhuǎn)化為電信號輸出。所述的勻速運動本申請中以7=1.50/8，此速度既保證活蛹單根蠶絲不被拉斷，又適合系統(tǒng)的模數(shù)模塊采樣轉(zhuǎn)換。所述的「1.5.11/8的依據(jù)為:該系統(tǒng)取模數(shù)轉(zhuǎn)換值的間隔為1=0.03！118，設(shè)所需判斷的顏節(jié)信號長度為3=1.5皿，則要實現(xiàn)該顏節(jié)信號的檢測至少需要數(shù)據(jù)#1/0.03=33，其中^=1.5^/8=1.5臟?8，而在33個數(shù)據(jù)采樣完成后蠶絲被檢測的長度為[=1.5*1柳=1.5^0.03*33 ^ 1.5臟，此時即可判斷是否此處具有顙節(jié)。
[0025]3200、將檢測的光電信號通過信號調(diào)理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送到單片機，單片機將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對信號噪音抑制，并進行突變異點的確認，若是沒有突變異點則判斷為正常走絲；若是出現(xiàn)突變異點，則對其進行重構(gòu)。
[0026]請一并參閱圖5，其為本申請中具有顙節(jié)的采樣信號的示意圖之一，使用!II社1處仿真效果圖。具體的，所述裝置還包括信號調(diào)理單元20和單片機30，所述信號調(diào)理單元20與所述光電傳感器10連接，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，所述信號調(diào)理單元20是由4路運放芯片設(shè)計的放大電路及信號反饋電路，能將采集的信號轉(zhuǎn)換為07到3.⑵之間的模擬信號，并將所述模擬信號傳輸給所述單片機30進行數(shù)據(jù)的分析。
[0027]進一步的，所述單片機30包括八IX:模塊31，與所述信號調(diào)理單元20連接，用于接收所述信號調(diào)理單元20發(fā)送的模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，方便單片機30進行數(shù)據(jù)的分析；分析模塊32，用于接收所述八IX:模塊的數(shù)字信號，并進行突變異點以及顙節(jié)存在分析；
進一步的，在步驟3200中，所述小波分析包括:
3201、對數(shù)字信號進行噪聲抑制；對在光電傳感器10對單根蠶絲光電信號轉(zhuǎn)換的過程中，由于紅外光電對管的發(fā)光光線波長有一部分是和可見光重疊的，容易在信號轉(zhuǎn)換時引入光線噪聲干擾(白噪聲),或者由于機械振動引入的諧波干擾，噪聲抑制是指進行小波分析均方差，軟件閥值濾波抑制，得到對單根蠶絲的。
[0028]3202、對數(shù)字信號進行突變異點信號的確認；突變異點信號是指在系統(tǒng)所檢測的信號中出現(xiàn)一組信號幅度突然變大的數(shù)據(jù)信號。這種信號的產(chǎn)生是由于活蛹單根蠶絲上存在的顏節(jié)所引起的變化。具體的，是利用小波分析對檢測的數(shù)字信號進行4尺度分解，取得第4層的逼近系數(shù)。對逼近系數(shù)為4的信號組數(shù)據(jù)相鄰值作比較分析如果出現(xiàn)大幅度變化的數(shù)據(jù)說明突變異點信號的存在。具體請參閱圖6，其為本申請使用！??！社1處仿真模擬小波分解效果圖。
[0029]3203、對已經(jīng)確認有突變異點的數(shù)字信號進行重構(gòu)。重構(gòu)是指利用小波分析方法將已知包含有突變異點的數(shù)字信號組重新還原為一組逼真的原始信號，此信號中的噪聲信號已被抑制。利用4尺度分解得到的第4層低頻系數(shù)及各層的調(diào)頻系數(shù)對檢測的數(shù)字信號做信號還原處理，此過程也稱為小波逆分解。如此，則有效的將干擾噪音去掉，有利于對于顙節(jié)的判斷。具體請參閱7，其為本申請采樣數(shù)據(jù)的數(shù)字信號的重構(gòu)示意圖。
[0030]8300、將重構(gòu)數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的比較閾值進行比較，若是超過比較閾值，則判斷為一個有效信號，否則為無效信號；若連續(xù)第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，至少有第二預(yù)定值個有效信號，則判斷為一個顙節(jié)。
[0031]進一步的，請一并參閱圖7-圖8，所述步驟3300包括: 3301、設(shè)定比較閾值；以預(yù)定的的信號幅度作為比較閥值標準，設(shè)定比較閾值的作用是對突變異點的優(yōu)化判斷。
[0032]3302、將重構(gòu)后的數(shù)字信號，進行與比較閾值對比。
[0033]3303、當出現(xiàn)高于比較閾值的數(shù)字信號之后，連續(xù)對比第一計值次的數(shù)字信號，若其中至少有第二計值次的數(shù)字信號高于比較閾值，則判斷顙節(jié)存在。
[0034]具體的，當?shù)谝淮纬霈F(xiàn)高于閥值標準的信號時開始記錄，每64個數(shù)據(jù)比較完之后有33個數(shù)據(jù)及以上高于比較閥值則判斷該組信號為一個顙節(jié)信號。
[0035]進一步的，所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，所述預(yù)定速度為1.5111/8 ；所述第一預(yù)定值為64 ；所述第二預(yù)定值為33。
[0036]進一步的，所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，所述步驟3300中:若第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，連續(xù)出現(xiàn)5個無效信號，則判斷為正常走絲。
[0037]具體的，在對比數(shù)據(jù)中間沒有連續(xù)5個及以上的數(shù)據(jù)低于比較閥值，則可以判該組信號存在一個顏節(jié)信號；對應(yīng)的，若是在連續(xù)出現(xiàn)5個數(shù)字信號低于比較閾值，則停止對比組，直到新的突變異點出現(xiàn)，進行下一輪對比組。
[0038]進一步的，所述裝置與計算機連接，用于將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送進計算機進行數(shù)據(jù)的整合分析，所述裝置還包括輸出模塊32，用于與計算機連接，所述方法還包括步驟:將檢測數(shù)據(jù)輸入至計算機。
[0039]具體的，通過83485協(xié)議總線進行活蛹單根蠶絲顏節(jié)檢測結(jié)果的輸出。計算機將得到的多組檢測結(jié)果，從中自動選出顏節(jié)數(shù)少的項以提供一項重要的蠶種優(yōu)選依據(jù)。
[0040]本申請?zhí)峁┮环N檢測單絲顙節(jié)的裝置，包括:
光電傳感器10，用于將檢測運動在傳感器檢測區(qū)內(nèi)的單絲的電信號；
信號調(diào)理單元20，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成模擬信號；
單片機30，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，判斷數(shù)字信號中突變異點，進而判斷顙節(jié)的存在與否；
所述光電傳感器10、所述信號調(diào)理單元和所述單片機依次連接。
[0041]進一步的，所述的光電傳感器10為紅外光電對管，所述紅外光電對管是一對光分感度在800鹽-90011111之間，具有土 100度指向特性的傳感器。
[0042]進一步的，所述單片機30包括:
八IX:模塊31，與所述信號調(diào)理單元連接，用于接收所述信號調(diào)理單元發(fā)送的模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
分析模塊32，用于接收所述八IX:模塊的數(shù)字信號，并進行顙節(jié)存在分析；
輸出模塊33，用于將檢測結(jié)果輸送至計算機；
所述40(:模塊31、所述分析模塊32和所述輸出模塊33依次連接。
[0043]可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測單絲顙節(jié)的方法，其特征在于，包括步驟: A、將單絲以預(yù)定速度通過光電傳感器，光電傳感器的接收端檢測單絲通過時的光電信號; B、將檢測的光電信號通過信號調(diào)理單元轉(zhuǎn)換成模擬信號發(fā)送到單片機，單片機將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對信號噪音抑制，并進行突變異點的確認，若是沒有突變異點則判斷為正常走絲；若是出現(xiàn)突變異點，則對其進行重構(gòu)； C、將重構(gòu)數(shù)字信號與預(yù)設(shè)的比較閾值進行比較，若是超過比較閾值，則判斷為一個有效信號，否則為無效信號；若連續(xù)第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，至少有第二預(yù)定值個有效信號，則判斷為一個顙節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，其特征在于，所述預(yù)定速度為1.5m/s ;所述第一預(yù)定值為64 ;所述第二預(yù)定值為33。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，其特征在于，所述步驟C中:若第一預(yù)定值個重構(gòu)數(shù)字信號中，連續(xù)出現(xiàn)5個無效信號，則判斷為正常走絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測單絲顙節(jié)的方法，其特征在于，還包括步驟:D、將檢測數(shù)據(jù)輸入至計算機。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的方法檢測單絲顙節(jié)的裝置，其特征在于，包括: 光電傳感器，用于將檢測運動在傳感器檢測區(qū)內(nèi)的單絲的電信號； 信號調(diào)理單元，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換成模擬信號； 單片機，將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，判斷數(shù)字信號中突變異點，進而判斷顙節(jié)的存在與否； 所述光電傳感器、所述信號調(diào)理單元和所述單片機依次連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測單絲顙節(jié)的裝置，其特征在于，所述的光電傳感器為紅外光電對管，所述紅外光電對管是一對光分感度在800nm-900nm之間，具有±100度指向特性的傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測單絲顙節(jié)的裝置，其特征在于，所述單片機包括: ADC模塊，與所述信號調(diào)理單元連接，用于接收所述信號調(diào)理單元發(fā)送的模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 分析模塊，用于接收所述ADC模塊的數(shù)字信號，并進行顙節(jié)存在分析； 輸出模塊，用于將檢測結(jié)果輸送至計算機； 所述ADC模塊、所述分析模塊和所述輸出模塊依次連接。
【文檔編號】G01N21/892GK104502355SQ201410791756
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】劉文烽, 韋炳機 申請人:柳州市自動化科學(xué)研究所