基于數(shù)字圖像處理的溶液pH值檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、中圖分類號(hào)：ＴＰ３１５密級(jí)：公開？ＵＤＣ：００４學(xué)校代碼：１００８２ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學(xué)位論文基于數(shù)字圖像處理的溶液ｐＨ值檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文作者：李嵐指導(dǎo)教師：張曉明教授企業(yè)指導(dǎo)教師：付貝嘉高級(jí)工程師申請(qǐng)學(xué)位類別：工程碩士（在職培養(yǎng)）學(xué)科、領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)技術(shù)所在單位：信息科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：２０１８年５月ClassifiedIndex：TP315SecrecyRate：PublicizedUDC：004Universit

2、yCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeDesignandImplementationofIntelligentQuestionAnsweringSystemforTeachingWebsiteCandidate：LiLanSupervisor:Prof.XiaomingZhangBusinesEnterpriseSupervisor：SeniorEngineer.BeijiaFuAcademicDegreeAppliedfor：M

3、asterofEngineeringSpeciality：ComputerTechnologyEmployer：SchoolofInformationScienceandEngineeringDateofOralExamination:May,2018摘要在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中，溶液pH值是一個(gè)十分重要的參數(shù)，具有舉足輕重的作用。例如制糖、冶金、化工和紡織等領(lǐng)域，都需要時(shí)刻檢測(cè)溶液的pH值，使其穩(wěn)定在某一個(gè)數(shù)值。而當(dāng)前溶液pH值的測(cè)量中，使用最為廣泛和普遍的是人工比色法與電位測(cè)定法這兩種。但是它們都存在一定的缺陷和問題，導(dǎo)致最終得到的溶液pH值存在

4、一定程度上的誤差，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不是很高，因此研究出一種高效、快速、準(zhǔn)確的pH值檢測(cè)技術(shù)非常有必要。該論文研究的是通過自動(dòng)化控制和數(shù)字圖像處理技術(shù)，設(shè)計(jì)了自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)待測(cè)溶液pH值的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了硬件部分和軟件部分。其中，硬件部分利用單片機(jī)控制完成pH試紙切割機(jī)的裁紙、舵機(jī)操縱機(jī)械手臂的張合以及滾珠直線導(dǎo)軌滑臺(tái)的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾取和丟棄pH試紙的過程，并采集滴定待測(cè)溶液后，顏色發(fā)生改變的試紙圖像。軟件部分運(yùn)用中值濾波或均值濾波算法，剔除掉圖像中存在的噪聲，選取基于K-means的聚類算法對(duì)圖像進(jìn)行分割，獲得目標(biāo)區(qū)域，將RGB顏色空間的圖像轉(zhuǎn)換

5、到HSV顏色空間，根據(jù)建立的pH值與HSV顏色空間中的各分量之間的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，最終檢測(cè)得到待測(cè)溶液的pH值。系統(tǒng)最終完成了硬件電路的設(shè)計(jì)，軟件部分的調(diào)試，能夠連續(xù)采集待測(cè)溶液的pH值試紙的圖像，通過所設(shè)計(jì)的數(shù)字圖像處理技術(shù)，能夠讀取pH值的結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液pH值的自動(dòng)檢測(cè)。關(guān)鍵詞數(shù)字圖像處理；pH值；單片機(jī)；HSV顏色空間；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IAbstractThePHvalueofthesolutionisaveryimportantparameterinmanyindustrialprocessesandplaysadecisiverole

6、.Suchassugar,metallurgy,chemicalandtextile,thePHvalueofthesolutionneedtobestabletoacertainvalueatalltimes.Themostwidely-useareartificialcolorimetryandpotentiometrymethodincurrentPHvaluemeasurement.However,theyallhavesomeshortcomingandproblems,leadingtoadeviationinthefinalresu

7、ltofPHvalueandaloweraccuratedata.Therefore,itisnecessarytodevelopanefficient,fastandaccuratedetectiontechnologyinthePHvalueofthesolution.ThispaperpresentsasystemtodetectthePHvalueofthesolutionautomaticallyandcontinuously,basedondigitalimageprocessingandautomaticcontrol.Thissy

8、stemincludessoftwareandhardware.Inthehardwarecomponent,itusessinglec