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激光异物分拣系统是一种为了去除目标物质中的异物而开发的一种专用光、机、电、气一体化设备,综合光学、光电、计算机、实时控制、数字图像处理、人工智能以及机械结构技术去除目标物质中的异物。激光异物分拣系统可以通过颜色、结构、大小、形状、纹理等来识别物质,通过对被扫描物体散射回的光进行探测并识别。 激光异物分拣系统主要针对烟叶和食品分拣,采集烟叶和食品的颜色、结构、大小、形状、纹理等特征的某一方面或几种综合的电子信号,对物体进行识别和检测以及剔除。本文在调研了国内外激光异物分拣系统技术的应用和发展之后,作出了一种总体设计方案,并完成了电路设计。 本文的工作包括电子系统的硬件设计、各功能模块的测试、电机速度和位置的测定以及ADC采集时序的控制等。在硬件设计中,完成了探测器的选型、各元器件的选型、低噪声前置放大器的设计、调理电路的设计、电源模块的设计、ADC数据采集模块的设计以及FPGA配置的设计、FPGA与SRAM、FLASH接口的设计、FPGA与上位机接口的设计。在程序设计中,使用VerilogHDL实现对电机速度和位置的测定、ADC采集时序的控制以及其它逻辑控制。 实验结果表明,所设计的硬件平台能够实现对激光扫描信号的光电探测及其信号处理,处理信号带宽达10MHz,采样速率为1MHz。为激光异物分拣系统的研发进行了一些探索,并提供了技术积累。