Đồ án HCMUTE: Băng chuyền nhận dạng và phân loại sản phẩm kết hợp giám sát qua mạng

• Tác giả: Nguyễn Xuân Lộc
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Hồng Liên
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: CNKT Điện Tử - Truyền Thông
• Đề tài: Băng Chuyền Nhận Dạng, Phân Loại Sản Phẩm Theo Mẫu, Kết Hợp Giám Sát Hệ Thống Thông Qua Mạng
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 1.7. Bố cục của Đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
• 2.1. Tìm hiểu xử lý ảnh
• 2.2. Khái niệm xử lý ảnh
• 2.3. Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh
• 2.3.1. Khử nhiễu
• 2.3.2. Chỉnh mức xám
• 2.4. Phân tích ảnh
• 2.5. Thu nhận và biểu diễn ảnh
• 2.5.1. Thu nhận ảnh
• 2.5.2. Biểu diễn ảnh
• 2.6. Giới thiệu ảnh số
• 2.7. Các đại lượng đặc trưng
• 2.7.1. Điểm ảnh
• 2.7.2. Độ phân giải của ảnh
• 2.7.3. Mức xám
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. Yêu cầu và sơ đồ khối hệ thống
• 3.2. Yêu cầu của hệ thống
• 3.3. Sơ đồ khối và chức năng mỗi khối
• 3.4. Thiết kế hệ thống phần cứng
• 3.4.1. Khối điều khiển ngoại vi
• 3.4.2. Khối đếm sản phẩm, giao tiếp mạng
• 3.4.3. Cánh tay robot
• 3.5. Lập trình phần mềm
• 3.6. Thiết kế giao diện web và giải thích hoạt động
• 3.7. Giao diện chương trình
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 4.1. Kết quả phần cứng
• 4.2. Kết quả phần mềm
• 4.3. Giao diện web
• 4.4. Giao diện Guide Matlab
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC: HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

I. Tổng quan về hệ thống băng chuyền

Hệ thống băng chuyền nhận dạng và phân loại sản phẩm là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất hiện đại. Việc tự động hóa trong sản xuất không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống này sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và thị giác máy tính (computer vision) để nhận diện và phân loại sản phẩm một cách chính xác. Các sản phẩm được đưa qua băng chuyền sẽ được xử lý ảnh để xác định hình dạng và kích thước, từ đó phân loại chúng vào các kho khác nhau. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

1.1. Tính cấp thiết của hệ thống

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, việc áp dụng công nghệ vào sản xuất là điều cần thiết. Hệ thống băng chuyền nhận dạng và phân loại sản phẩm giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu chi phí và thời gian. Việc sử dụng robot công nghiệp để thực hiện các thao tác gắp sản phẩm cũng là một bước tiến lớn trong việc tự động hóa. Hệ thống này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả mà còn tạo ra một môi trường làm việc an toàn hơn cho con người.

II. Công nghệ xử lý ảnh trong hệ thống

Công nghệ xử lý ảnh là một phần không thể thiếu trong hệ thống băng chuyền. Nó cho phép hệ thống nhận diện và phân loại sản phẩm dựa trên hình ảnh. Các thuật toán học máy (machine learning) được áp dụng để cải thiện độ chính xác của việc nhận dạng. Hệ thống sử dụng camera để thu thập hình ảnh sản phẩm, sau đó áp dụng các kỹ thuật xử lý ảnh để phân tích và nhận diện. Việc này giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình phân loại và đảm bảo rằng chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn mới được đưa vào dây chuyền sản xuất.

2.1. Các phương pháp xử lý ảnh

Các phương pháp xử lý ảnh bao gồm khử nhiễu, chỉnh mức xám và phân đoạn ảnh. Khử nhiễu giúp cải thiện chất lượng hình ảnh, trong khi chỉnh mức xám giúp đơn giản hóa quá trình nhận diện. Phân đoạn ảnh là bước quan trọng để tách biệt các đối tượng trong hình ảnh, từ đó xác định được sản phẩm nào cần được phân loại. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp tăng cường độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian xử lý.

III. Giám sát hệ thống qua mạng

Hệ thống băng chuyền không chỉ dừng lại ở việc nhận dạng và phân loại sản phẩm mà còn tích hợp khả năng giám sát qua mạng. Công nghệ Internet vạn vật (IoT) cho phép người dùng theo dõi tình trạng hoạt động của hệ thống từ xa. Thông qua các cảm biến và thiết bị kết nối, dữ liệu về số lượng sản phẩm trong kho, tình trạng hoạt động của băng chuyền và cánh tay robot được gửi về máy chủ. Điều này giúp người quản lý có thể đưa ra quyết định kịp thời và hiệu quả hơn.

3.1. Lợi ích của giám sát qua mạng

Giám sát qua mạng mang lại nhiều lợi ích cho hệ thống băng chuyền. Nó không chỉ giúp theo dõi tình trạng hoạt động mà còn cho phép phân tích dữ liệu để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc này giúp giảm thiểu thời gian chết của máy móc và nâng cao hiệu quả sản xuất. Hệ thống cũng có thể tự động gửi cảnh báo khi có sự cố xảy ra, từ đó giúp người quản lý có thể can thiệp kịp thời.