專利名稱：具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電腦橫機(jī)技術(shù)，特別是一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置。
背景技術(shù)：
針織業(yè)是我國傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、出口創(chuàng)匯和勞動(dòng)力就業(yè)
等方面做出了貢獻(xiàn)，由于其迅猛發(fā)展對(duì)針織加工設(shè)備的要求越來越高。然而，針織行業(yè)是一
個(gè)傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型加工行業(yè)，大部分設(shè)備采用人力作為動(dòng)力，或者依靠簡單的電機(jī)拖動(dòng)，
這些機(jī)器需要大量的人力物力，每臺(tái)機(jī)器均需要一名熟練的工人進(jìn)行操作管理，勞動(dòng)強(qiáng)度
大、生產(chǎn)效率低下及廢品率高，產(chǎn)品的質(zhì)量還直接和工人熟練程度以及工人的情緒有關(guān)；同
時(shí)，這些手搖系列橫機(jī)只能加工一些簡單或者有規(guī)律花型的衣片，難以滿足豐富多彩、快速
變化花型的編織生產(chǎn)需求。傳統(tǒng)的針織加工設(shè)備一方面需要大量的工人作為針織服飾生產(chǎn)
加工的勞動(dòng)力；另一方面，僅靠簡單的電力拖動(dòng)，沒有安全可靠的整體橫機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)安
全生產(chǎn)帶來了隱患。隨著勞動(dòng)力成本的提高和市場競爭日益激烈，針織企業(yè)對(duì)針織機(jī)械自
動(dòng)化改造以及新型自動(dòng)化加工設(shè)備需求不斷增加，針織行業(yè)正逐步進(jìn)入高新技術(shù)領(lǐng)域。電
腦橫機(jī)正是在這樣的背景下，將傳統(tǒng)針織機(jī)械科學(xué)同信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，以高性能
的特點(diǎn)為針織行業(yè)帶來新的活力和跳躍性的技術(shù)變更，成為針織橫機(jī)發(fā)展的主流。 電腦橫機(jī)的出現(xiàn)極大地提高了生產(chǎn)效率，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且能夠更加
柔性滿足針對(duì)羊絨、化纖、棉紡品等眾多原材料的加工需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品花式品種快速更新。
但是，電腦橫機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械橫機(jī)一樣，其織品出口都在橫機(jī)的下方，如果要監(jiān)控織品質(zhì)
量，操作者必須不斷地蹲下或俯下身子用肉眼來回觀察織品，帶來極大地不便，特別是設(shè)備
運(yùn)行過程中的一些突發(fā)性故障，由于操作不方便難以連續(xù)監(jiān)控造成損失或設(shè)備故障的進(jìn)一
步擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，克服現(xiàn) 有電腦橫機(jī)其織品出口都在橫機(jī)的下方，如果要監(jiān)控織品質(zhì)量，操作者必須不斷地蹲下或 俯下身子用肉眼來回觀察織品，帶來極大地不便，特別是設(shè)備運(yùn)行過程中的一些突發(fā)性故 障，由于操作不方便難以連續(xù)監(jiān)控造成損失或設(shè)備故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 本實(shí)用新型包括作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)，液晶顯示屏、鍵盤、觸摸屏、鼠 標(biāo)、CF卡、硬盤、U盤、帶USB接口的多路機(jī)器視覺和基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)；作為中心測控 單元的嵌入式系統(tǒng)的一方面通過CAN通訊總線與橫機(jī)的主控模塊和從控模塊連接并通訊， 嵌入式系統(tǒng)的另一方面分別與液晶顯示屏、鍵盤、觸摸屏、鼠標(biāo)、CF卡、硬盤、U盤、帶USB接 口的多路機(jī)器視覺和基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接。 所述嵌入式系統(tǒng)包括S3C2410主控芯片，顯示鍵盤模塊程序存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模
3塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊，液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接 口 ，硬盤接口 ，包括USB接口和基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口的各種通訊接口 ；顯示鍵盤模塊程 序存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊，液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接 口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接口 ，硬盤接口 ，各種通訊接口分別與S3C2410主控芯片相連。 所述帶USB接口的多路機(jī)器視覺包括BF561A芯片，三塊有源晶振，CMOS圖像傳 感器，USB控制芯片PDIUSBD12，電源芯片，USB插槽以及電容、電阻；三塊有源晶振分別與 BF561ADSP芯片、CM0S圖像傳感器，USB控制芯片PDIUSBD12相連；CMOS圖像傳感器，USB控 制芯片PDIUSBD12，電源芯片分別與BF561ADSP芯片相連。 所述液晶顯示屏接口包括74LVTH162245芯片，插座，以及電容；74LVTH162245芯 片分別與插座及S3C2410主控芯片相連。 所述USB接口包括USB插槽和電阻；USB插槽通過電阻同S3C2410主控芯片相連。 所述基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口包括CS8900A網(wǎng)卡芯片，有源晶振，插座，網(wǎng)絡(luò)隔 離變壓器E2023以及電容、電阻；插座同網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連；網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連分別與 插座及CS8900A網(wǎng)卡芯片相連。CS8900A網(wǎng)卡芯片同隔離變壓器及緩沖區(qū)74LVTH162245相連。 所述CF卡接口 、硬盤接口電路包括CPLD芯片、插座，JTAG測試口 ，電容和電阻；插 座同CPLD芯片，緩沖區(qū)74LVTH162245相連，CPLD同插座，JTAG測試口 ，及S3C2410主控芯 片相連。 本實(shí)用新型具有的有益效果是 1)操作簡便，具有友好的人機(jī)交互界面。 2)提高了生產(chǎn)效率，降低了操作者的工作強(qiáng)度，特別是操作者不用不斷地蹲下或 俯下身子用肉眼來回觀察織品。 3)具有多種通訊接口和輸入設(shè)備，方便花型加工文件的輸入、輸出和管理以及系 統(tǒng)參數(shù)和工作參數(shù)的編輯。 4)形成了模塊化結(jié)構(gòu)，方便進(jìn)行擴(kuò)展。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是基于S3C2410的ARM核嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是帶USB接口的多路機(jī)器視覺電路原理圖。 圖4是液晶顯示屏接口電路原理圖。 圖5是觸摸屏、鼠標(biāo)接口電路原理圖。 圖6是鍵盤接口電路原理圖。 圖7是USB接口電路原理圖。 圖8是基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口電路原理圖。 圖9是CF卡、硬盤接口電路原理圖。 圖中1、嵌入式系統(tǒng)，2、液晶顯示屏，3、鍵盤，4、觸摸屏，5、鼠標(biāo)，6、 CF卡，7、硬盤， 8、 U盤，9、帶USB接口的多路機(jī)器視覺，12、基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口 。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 如圖1所示，本實(shí)用新型包括作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)1，液晶顯示屏2、鍵 盤3、觸摸屏4、鼠標(biāo)(5) 、 CF卡6、硬盤7、 U盤8、帶USB接口的多路機(jī)器視覺9和基于TP/ TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)10 ;作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)1的一方面通過CAN通訊總線與橫機(jī) 的主控模塊和從控模塊連接并通訊，嵌入式系統(tǒng)1的另一方面分別與液晶顯示屏2、鍵盤3、 觸摸屏4、鼠標(biāo)5、CF卡6、硬盤7、U盤8、帶USB接口的多路機(jī)器視覺9和基于TP/TCP協(xié)議 的網(wǎng)絡(luò)IO連接。本實(shí)用新型將多路機(jī)器視覺融合到電腦橫機(jī)的人機(jī)交互裝置中，安裝到肉 眼不便觀察或人體難以觸及的部位，將相關(guān)圖像顯示到人機(jī)交互的液晶顯示屏上，方便操 作者監(jiān)控織品質(zhì)量或橫機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)織品質(zhì)量或橫機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān) 測提供硬件基礎(chǔ)。 電腦橫機(jī)的花型加工文件的輸入、輸出和管理以及系統(tǒng)參數(shù)和工作參數(shù)的編輯等
通過輸入設(shè)備的操作完成，相應(yīng)的操作信息和橫機(jī)運(yùn)行信息通過液晶顯示屏呈現(xiàn)給操作使
用者，同時(shí)橫機(jī)運(yùn)行狀況及織品加工質(zhì)量通過多路機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。 包括CF卡6、硬盤7以及U盤8的存儲(chǔ)設(shè)備，分別通過CF卡接口電路、硬盤接口電
路以及USB接口同嵌入式系統(tǒng)1中的S3C2410相連，硬盤、CF卡和U盤用于存儲(chǔ)花型加工
文件、系統(tǒng)參數(shù)和工作參數(shù)等。 如圖2所示，作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)1由S3C2410主控芯片，顯示與鍵盤 模塊程序存儲(chǔ)區(qū)，顯示與鍵盤模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示與鍵盤模塊SDRAM，液晶顯示屏接口 ，鍵 盤接口 ，觸摸屏接口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接口 ，硬盤接口 ，包括USB和基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口的 各種通訊接口構(gòu)成。顯示鍵盤模塊程序存儲(chǔ)區(qū)，顯示與鍵盤模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示與鍵盤模 塊SDRAM，液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接口 ，硬盤接口 ， USB和 基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口的各種通訊接口分別與S3C2410主控芯片相連。 液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接口分別用于液晶顯示 屏，鍵盤，觸摸屏，鼠標(biāo)，CF卡與嵌入式系統(tǒng)1連接。USB接口用于U盤及帶USB接口的多路 機(jī)器視覺與嵌入式系統(tǒng)1連接?；赥CP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口為嵌入式系統(tǒng)1提供了聯(lián)網(wǎng) 功能。 顯示與鍵盤模塊程序存儲(chǔ)區(qū)用于存放在S3C2410主控芯片中運(yùn)行的程序。顯示鍵
盤模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于存放除程序外的數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)參數(shù)、工作參數(shù)、花形加工文件等。顯 示與鍵盤模塊SDRAM用于機(jī)器啟動(dòng)時(shí)，將顯示與鍵盤模塊程序存儲(chǔ)區(qū)和顯示鍵盤模塊數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)區(qū)中的程序、參數(shù)等下載到其中進(jìn)行運(yùn)行。 如圖3所示，帶USB接口的多路機(jī)器視覺9通過HUB同嵌入式系統(tǒng)1連接，各路圖 像將實(shí)時(shí)顯示到液晶屏2上，實(shí)現(xiàn)多方位監(jiān)控織品質(zhì)量或橫機(jī)運(yùn)行狀況，解決現(xiàn)有橫機(jī)產(chǎn) 品必須不斷地蹲下或俯下身子用肉眼觀察織品質(zhì)量所帶來的不便，進(jìn)一步改善現(xiàn)有電腦橫 機(jī)的使用性能。 帶USB接口的多路機(jī)器視覺由BF561ADSP芯片，三塊有源晶振，CMOS圖像傳感器， USB控制芯片PDIUSBD12，電源芯片，USB插槽以及電容、電阻構(gòu)成。三塊有源晶振分別與 BF561ADSP芯片、CMOS圖像傳感器，USB控制芯片PDIUSBD12相連。CMOS圖像傳感器，USB 控制芯片PDIUSBD12，電源芯片分別與BF561ADSP芯片相連。[0037] AD公司的BF561ADSP芯片作為中心測控單元，一方面處理通過CM0S圖像傳感器采 集的圖像數(shù)據(jù)，另一方面由通過PDIUSBD12控制芯片實(shí)現(xiàn)USB接口數(shù)據(jù)傳輸。CMOS圖像傳 感器采用0mniVision公司的0V7141芯片，該圖像傳感器集成了 640X480的VGA攝像頭和 圖像處理器。該芯片用來采集實(shí)時(shí)圖像。由于BF561ADSP芯片本身沒有USB控制模塊，故 需外接USB控制芯片，這里USB控制芯片可以選用PHILIPS公司的PDIUSBD12芯片。電源 芯片采用TPS707-33D為各芯片提供電壓。 如圖4所示，液晶顯示屏接口電路主要由74LVTH162245芯片，插座，以及電容構(gòu) 成。74LVTH162245芯片分別與插座及S3C2410主控芯片相連。插座用于連接液晶顯示屏， 74LVTH162245芯片用于總線收發(fā)器可以減少總線上的噪音。 如圖5所示，觸摸屏、鼠標(biāo)接口電路主要由數(shù)字場效應(yīng)管FDC6321，插座及電阻、電 容構(gòu)成。 如圖6所示，鍵盤接口電路主要由插座及上拉電阻構(gòu)成。 如圖7所示，USB接口電路主要由USB插槽及限流電阻R501、R502、R513、R514，下 拉電阻R503、 R504、 R517、 R518構(gòu)成。 如圖8所示，基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接口電路主要由CS8900A網(wǎng)卡芯片，有源晶 振，插座，網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器E2023以及電容、電阻構(gòu)成。插座同網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連。網(wǎng)絡(luò) 隔離變壓器相連分別與插座及CS8900A網(wǎng)卡芯片相連。CS8900A網(wǎng)卡芯片同隔離變壓器及 緩沖區(qū)74LVTH162245相連。 如圖9所示，CF卡接口 、硬盤接口電路主要由CPLD、插座，JTAG測試口 ，電容，電阻 構(gòu)成。插座同CPLD，緩沖區(qū)74LVTH162245相連。CPLD同插座，JTAG測試口 ，及S3C2410主 控芯片相連。 整個(gè)裝置工作過程如下 所述的嵌入式系統(tǒng)一方面通過CAN總線與橫機(jī)的主控、從控模塊連接并通訊，另 一方面與輸入設(shè)備(包括鍵盤、鼠標(biāo)和觸摸屏)、液晶顯示屏、存儲(chǔ)設(shè)備以及多路機(jī)器視覺 等通過相應(yīng)的接口連接；電腦橫機(jī)的花型加工文件的輸入、輸出和管理以及系統(tǒng)參數(shù)和工 作參數(shù)的編輯等通過輸入設(shè)備的操作完成，相應(yīng)的操作信息和橫機(jī)運(yùn)行信息通過液晶顯示 屏呈現(xiàn)給操作使用者，同時(shí)橫機(jī)運(yùn)行狀況及織品加工質(zhì)量通過多路機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。包 括硬盤、CF卡以及U盤的存儲(chǔ)設(shè)備分別通過硬盤讀寫口 、 CF卡讀寫口以及USB接口同基于 嵌入式的中心測控單元相連，硬盤、CF卡和U盤用于存儲(chǔ)花型加工文件、系統(tǒng)參數(shù)和工作參 數(shù)等。多路機(jī)器視覺安裝到電腦橫機(jī)肉眼不便觀察或人體難以觸及的部位，將相關(guān)圖像顯 示到人機(jī)交互的液晶顯示屏上，方便操作者監(jiān)控織品質(zhì)量或橫機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)為進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)織品質(zhì)量或橫機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測提供硬件基礎(chǔ)。
權(quán)利要求一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征在于包括作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)(1)，液晶顯示屏(2)、鍵盤(3)、觸摸屏(4)、鼠標(biāo)(5)、CF卡(6)、硬盤(7)、U盤(8)、帶USB接口的多路機(jī)器視覺(9)和基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(10)；作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)(1)的一方面通過CAN通訊總線與橫機(jī)的主控模塊和從控模塊連接并通訊，嵌入式系統(tǒng)(1)的另一方面分別與液晶顯示屏(2)、鍵盤(3)、觸摸屏(4)、鼠標(biāo)(5)、CF卡(6)、硬盤(7)、U盤(8)、帶USB接口的多路機(jī)器視覺(9)和基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(10)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征在 于所述嵌入式系統(tǒng)(1)包括S3C2410主控芯片，顯示鍵盤模塊程序存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊，液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接口 ，鼠標(biāo)接口 ， CF卡接口 ， 硬盤接口 ，包括USB接口和基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口的各種通訊接口 ；顯示鍵盤模塊程序存 儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，顯示鍵盤模塊，液晶顯示屏接口 ，鍵盤接口 ，觸摸屏接口 ， 鼠標(biāo)接口， CF卡接口，硬盤接口，各種通訊接口分別與S3C2410主控芯片相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征 在于所述帶USB接口的多路機(jī)器視覺(9)包括BF561A芯片，三塊有源晶振，CMOS圖像傳 感器，USB控制芯片PDIUSBD12，電源芯片，USB插槽以及電容、電阻；三塊有源晶振分別與 BF561ADSP芯片、CMOS圖像傳感器，USB控制芯片PDIUSBD12相連；CMOS圖像傳感器，USB控 制芯片PDIUSBD12，電源芯片分別與BF561ADSP芯片相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征在 于所述液晶顯示屏接口包括74LVTH162245芯片，插座，以及電容；74LVTH162245芯片分別 與插座及S3C2410主控芯片相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征在 于所述USB接口包括USB插槽和電阻；USB插槽通過電阻同S3C2410主控芯片相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征 在于所述基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)接口包括CS8900A網(wǎng)卡芯片，有源晶振，插座，網(wǎng)絡(luò)隔離變壓 器E2023以及電容、電阻；插座同網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連；網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器相連分別與插座及 CS8900A網(wǎng)卡芯片相連，CS8900A網(wǎng)卡芯片同隔離變壓器及緩沖區(qū)74LVTH162245相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置，其特征在 于所述CF卡接口 、硬盤接口包括CPLD芯片、插座，JTAG測試口 ，電容和電阻；插座同CPLD 芯片，緩沖區(qū)74LVTH162245相連，CPLD同插座，JTAG測試口 ，及S3C2410主控芯片相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有多路機(jī)器視覺的電腦橫機(jī)人機(jī)交互裝置。作為中心測控單元的嵌入式系統(tǒng)的一方面通過CAN通訊總線與橫機(jī)的主控模塊和從控模塊連接并通訊，嵌入式系統(tǒng)的另一方面分別與液晶顯示屏、鍵盤、觸摸屏、鼠標(biāo)、CF卡、硬盤、U盤、帶USB接口的多路機(jī)器視覺和基于TP/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接。本實(shí)用新型操作簡便，具有友好的人機(jī)交互界面；提高了生產(chǎn)效率，降低了操作者的工作強(qiáng)度，特別是操作者不用不斷地蹲下或俯下身子用肉眼來回觀察織品；具有多種通訊接口和輸入設(shè)備，方便花型加工文件的輸入、輸出和管理以及系統(tǒng)參數(shù)和工作參數(shù)的編輯；形成了模塊化結(jié)構(gòu)，方便進(jìn)行擴(kuò)展。
文檔編號(hào)G05B19/02GK201459353SQ20092012493
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者郭輝 申請(qǐng)人:杭州致格智能控制技術(shù)有限公司