随着纺纱工业领域技术的不断发展,工业自动化水平越来越受到关注和重视。纺纱工业在加工过程中,各种颜色的细纱管不断被使用完后混乱的堆积在一起,再次使用需要重新将不同颜色的纱管进行归整。目前对于此项工作的主要方式还是人工挑拣,不仅工作枯燥、而且效率低。因此需要一个自动化设备进行不同颜色纱管的筛选,提高挑选不同颜色纱管的效率,减少一部分人工成本,同时提高自动化水平。本课题设计的理管机纱管挑拣器,其主要机械结构包括:传动带、电磁阀、继电器、步进电机、摄像头。系统设计的关键是上位机通过摄像头检测到纱管后,能在准确的时刻控制电磁阀等机械动作,实现不同颜色的纱管落到不同的纱筐当中,从而对不同颜色纱管的进行分类放置。根据理管机的整个工作过程,对上位机控制电路和下位机的图像采集进行设计。上位机硬件电路包括主控电路、外围模块、电源模块电路、测速电路、继电器驱动电路、电磁阀驱动电路、串口通信电路。采用了意法半导体ST公司的STM32F103VCT6嵌入式单片机作为主控芯片构成上位机控制电路。下位机直接使用微型计算机的硬件开发平台。根据理管机的硬件设计与控制要求,对各个模块功能进行程序设计。完成了控制系统的主体功能设计、继电器控制程序、电磁阀控制程序、速度测试程序,实现了嵌入式单片机和Linux之间的良好通信。在Linux平台上实现了对摄像头的控制,并且对摄像头采集到的视频图像进行处理。图像的处理运用的是运动物体监测的前景检测,算法使用Vibe算法进行彩色直方图的处理。在人机接口方面,将STM32上位机与昆仑通态显示屏进行数据通讯,直接触摸显示屏即可进行控制操作并且实时监测工作情况。对系统的掉电难以重启问题进行设计,采用最小系统的优盘启动,在减小系统整体内存的同时,可以在事故和突然掉电时完好启动。最后,对在实验室进行实验的数据进行详细分析,同时对理管机识别不同颜色的纱管进行观察,系统识别正确率较高、性能稳定、自动化水平高、人机接口友好,实现了设备的智能化运作。