[发明专利]一种基于ZigBee和TCS230的无线颜色检测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种基于ZigBee和TCS230的无线颜色检测系统。

背景技术

颜色检测技术在工业自动化领域的应用非常广泛，其中较为典型的应用有：回收塑料瓶的自动颜色分选；蔬菜的识别和分类；水果在线检测和质量控制等等。此类颜色检测是基于图像处理技术，通过对被测物图像的测定和还原来达到颜色识别的目的。该法通常采用彩色面阵CCD摄像机采集目标图像，把图像像素的RGB分值作为识别依据，系统集成度高，处理数据量大，成本较高，价格较贵，很大程度限制了检测的便捷性和低成本应用。工业现场中需要对某一个不规则外形的工件进行多个位置的颜色检测，用以判别该工件颜色值及均匀度等，则上述检测方法存在其局限性。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

发明内容

本发明的目的是针对彩色面阵CCD摄像机采集颜色值数据量大、成本高的不足的问题，设计了一种基于ZigBee和TCS230的无线颜色检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于ZigBee和TCS230的无线颜色检测系统由ZigBee无线网络、TCS230颜色检测节点和上位机控制中心等构成。系统控制中心的上位机负责数据存储和人机交互，并通过ZigBee无线通信网络对多个颜色检测节点进行实时监控和管理，各个颜色检测节点通过ZigBee网络实现互连互通和信息交换。当ZigBee收发模块接收到指令信息后送往节点微控制器，微控制器根据指令要求，启动光源电路和颜色传感器TCS230工作，获取检测目标的RGB值，并将该节点数据经ZigBee网络将传送回上位机控制中心，完成颜色检测。

所述的ZigBee网络采用TI公司的无线SoC集成芯片CC2530以及TI2007版ZigBee协议栈，包含ZigBee协调器和ZigBee收发模块。

所述的TCS230是美国TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器，它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，并且集成了红、绿、蓝（RGB）3种滤光器，具有数字兼容接口。该传感器利用对反射光中三原色的吸收原理，将所检测到的颜色转换成相应频率。

所述的系统的颜色检测电路包括CC2530片上的8051微控制器、TCS230颜色传感器、LED照明光源电路。

所述的上位机控制中心由工业PC机、ZigBee协调器和其他外部设备组成，负责ZigBee网络与控制中心之间的相互通信，以及各颜色检测节点工作状态的实时控制、显示和数据存储。

本发明的有益效果是：

基于ZigBee和TCS230的无线颜色检测系统采用新型高分辨率TCS230颜色传感器检测各个目标颜色，快速、准确地获取目标的RGB值，有效减少了采集源头的数据量，为无线传输低速率、低功耗的应用要求提供了保证；利用ZigBee技术构建无线通信网络，实现多个检测节点与控制中心便捷、稳定的通信。系统设计的颜色节点充分利用了CC2530的片上资源，电路简洁，布置灵活，可满足对多个检测工件、或一个工件多个位置的RGB颜色值检测和数据传输，应用前景广泛。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统结构框图。

图2是TCS230颜色检测电路图。

图3是TCS230颜色检测流程图。

具体实施方式