Nghiên Cứu Thiết Kế và Thi Công Mô Hình Đếm và Phân Loại Sản Phẩm Theo Cân Nặng và Màu Sắc

• Tác giả: Phạm Thị Thanh Thảo
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Đình Phú
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông
• Đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế Và Thi Công Mô Hình Đếm Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Cân Nặng, Màu Sắc
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH
• 2.1.1. Giới thiệu về xử lý ảnh
• 2.1.2. Những vấn đề xử lý ảnh
• 2.1.3. Ngôn ngữ Python và thư viện OpenCV
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC, CÂN NẶNG
• 2.2.1. Các màu sắc cơ bản của sản phẩm
• 2.2.2. Phương pháp phân loại theo màu sắc
• 2.2.3. Phương pháp phân loại theo cân nặng
• 2.3. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
• 2.3.1. Raspberry Pi 3 model B
• 2.3.2. Cảm biến cân nặng
• 2.3.3. Xi-lanh khí nén (air cylinder)
• 2.3.4. Van điện từ (solenoid)
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 3.1. TỔ CHỨC CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG
• 3.2. THIẾT KẾ CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG
• 3.2.1. Khối thu tín hiệu hình ảnh (camera)
• 3.2.2. Khối thu tín hiệu cân nặng (loadcell) và khối ADC (module HX711)
• 3.2.3. Khối xử lý trung tâm (Raspberry Pi 3)
• 3.2.4. Động cơ DC; Xi-lanh và Van điện từ
• 3.2.5. Khối hiển thị
• 3.2.6. Sơ nguyên lý toàn mạch
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.2. Thi công board mạch
• 4.3. Lắp ráp và kiểm tra
• 4.4. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 4.5. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 4.5.1. Giao diện hệ thống
• 4.6. VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ
• 5.1. KẾT QUẢ TỔNG QUAN
• 5.2. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 5.2.1. Giao diện hiển thị Tkinter
• 5.2.2. Giao diện Web và Cơ sở lưu trữ dữ liệu Realtime Database
• 5.2.3. Kết quả mô hình thực tế
• 5.2.4. Kết quả thực nghiệm
• 5.3. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ
• 5.3.1. Nhận xét kết quả đạt được
• 5.3.2. Đánh giá kết quả
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mô hình đếm và phân loại sản phẩm

Mô hình đếm và phân loại sản phẩm theo cân nặng và màu sắc là một giải pháp hiện đại nhằm tối ưu hóa quy trình phân loại nông sản. Hệ thống này sử dụng công nghệ AI và công nghệ nhận diện để phân loại sản phẩm một cách tự động. Việc phân loại dựa trên các tiêu chí như cân nặng và màu sắc giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu sai sót trong quá trình phân loại. Hệ thống này không chỉ giúp nông dân dễ dàng quản lý sản phẩm mà còn tạo ra giá trị gia tăng cho nông sản thông qua việc phân loại chính xác.

1.1. Đặt vấn đề

Trong bối cảnh nền kinh tế thị trường hiện nay, việc phân loại nông sản trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Các sản phẩm nông sản như cà chua cần được phân loại theo tiêu chuẩn nhất định để đảm bảo chất lượng và giá trị kinh tế. Việc áp dụng mô hình đếm và phân loại sản phẩm không chỉ giúp nâng cao năng suất mà còn giảm thiểu chi phí lao động. Hệ thống này sử dụng cảm biến và camera để thu thập dữ liệu, từ đó đưa ra quyết định phân loại chính xác.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển một mô hình có khả năng phân loại sản phẩm dựa trên cân nặng và màu sắc. Hệ thống sẽ được thiết kế để hoạt động tự động, giúp người dùng dễ dàng quản lý và điều chỉnh các thông số phân loại. Việc sử dụng Raspberry Pi và ngôn ngữ lập trình Python sẽ giúp tối ưu hóa quy trình xử lý và phân loại sản phẩm, đồng thời tạo ra một giao diện thân thiện cho người sử dụng.

II. Cơ sở lý thuyết về xử lý ảnh

Xử lý ảnh là một phần quan trọng trong mô hình phân loại sản phẩm. Quá trình này bao gồm nhiều bước như thu nhận ảnh, tiền xử lý, trích chọn đặc điểm và hậu xử lý. Mục tiêu chính là nhận diện và phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc. Việc sử dụng thư viện OpenCV trong ngôn ngữ lập trình Python giúp thực hiện các tác vụ xử lý ảnh một cách hiệu quả. Hệ thống sẽ phân tích các đặc điểm của ảnh để xác định màu sắc và từ đó phân loại sản phẩm.

2.1. Thu nhận ảnh

Quá trình thu nhận ảnh là bước đầu tiên trong xử lý ảnh. Ảnh được thu nhận từ các thiết bị như camera và cảm biến. Độ phân giải và chất lượng ảnh là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả phân loại. Việc lựa chọn thiết bị thu nhận phù hợp sẽ giúp cải thiện chất lượng dữ liệu đầu vào cho hệ thống.

2.2. Tiền xử lý ảnh

Tiền xử lý ảnh bao gồm các bước như khử nhiễu và cải thiện độ tương phản. Mục đích của bước này là làm cho ảnh trở nên rõ ràng hơn, giúp cho quá trình nhận diện và phân loại diễn ra chính xác hơn. Các bộ lọc sẽ được sử dụng để thực hiện các tác vụ này, đảm bảo rằng ảnh đầu ra đạt chất lượng tốt nhất cho các bước xử lý tiếp theo.

III. Phương pháp phân loại sản phẩm

Phân loại sản phẩm theo cân nặng và màu sắc là một quy trình phức tạp nhưng cần thiết. Hệ thống sẽ sử dụng các thuật toán để phân tích dữ liệu từ cảm biến và camera. Việc phân loại sẽ dựa trên các tiêu chí đã được xác định trước, giúp đảm bảo rằng sản phẩm được phân loại chính xác và hiệu quả. Hệ thống cũng sẽ có khả năng điều chỉnh các thông số phân loại từ xa thông qua giao diện web.

3.1. Phân loại theo màu sắc

Phân loại theo màu sắc là một trong những phương pháp chính trong mô hình này. Hệ thống sẽ sử dụng các thuật toán nhận diện màu sắc để xác định loại sản phẩm. Các màu sắc cơ bản sẽ được xác định và phân loại thành các nhóm khác nhau. Việc này không chỉ giúp phân loại sản phẩm mà còn tạo ra một cơ sở dữ liệu về màu sắc của sản phẩm, từ đó hỗ trợ trong việc quản lý kho hàng.

3.2. Phân loại theo cân nặng

Phân loại theo cân nặng sẽ được thực hiện thông qua cảm biến cân nặng. Hệ thống sẽ ghi nhận trọng lượng của từng sản phẩm và phân loại chúng theo các tiêu chuẩn đã được thiết lập. Việc này giúp đảm bảo rằng sản phẩm được phân loại chính xác theo trọng lượng, từ đó nâng cao giá trị kinh tế của sản phẩm.