Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế và thi công hệ thống phân loại sản phẩm theo cân nặng, màu sắc; Quản lý và điều khiển bằng điện thoại ” là mô hình phân loại sản phẩm, cụ thể ở đây là nông sản quả cà chua theo cân nặng và màu sắc đã được cài đặt sẵn. Hoạt động của mô hình dựa trên cơ chế điều khiển động cơ và xử lý tín hiệu tương tự

1. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
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
GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
SVTH:
1. PHẠM THỊ THANH THẢO 15141284
2. PHAN TRẦN HOÀI VŨ 15141333
Tp. Hồ Chí Minh – 06/2019

2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
---------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH 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
GVHD: ThS. NGUYỄN ĐÌNH PHÚ
SVTH:
1. PHẠM THỊ THANH THẢO 15141284
2. PHAN TRẦN HOÀI VŨ 15141333
Tp. Hồ Chí Minh – 07/2019

3. TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
NAM
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
SINH ----o0o----
Tp. HCM, ngày tháng năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Phạm Thị Thanh Thảo MSSV: 15141284
Phan Trần Hoài Vũ MSSV: 15141333
Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 41
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1
Khóa: 2015 Lớp: 15141DT2A
I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ĐẾM
VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CÂN NẶNG, MÀU SẮC.
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
(ghi những thông số, tập tài liệu tín hiệu, hình ảnh, …) ..............................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Nội dung thực hiện:
(ghi những nội dung chính cần thực hiện như trong phần tổng quan) ........................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
i

4. ......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 18/02/2019
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/06/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Đình Phú
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
ii

5. TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NAM
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
SINH ----o0o----
Tp. HCM, ngày tháng năm 2019
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Phạm Thị Thanh Thảo
Lớp: 1514DT2A ............................................................ MSSV: 15141284
Họ tên sinh viên 2: Phan Trần Hoài Vũ
Lớp: 1514DT2A ............................................................ MSSV: 15141333
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM THEO CÂN NẶNG, MÀU SẮC.
Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD
Tuần 1 Nhận đồ án, tìm hiểu đề tài.
(18-24/02/2019)
Tuần 2 Tìm hiểu hướng làm đề tài, chọn vi xử lý điều
(25-03/03/2019) khiển, ngôn ngữ lập trình.
Tuần 3 Tìm hiểu Raspberry Pi 3 mode B và ngôn ngữ lập
(04-10/03/2019) trình Python
Tuần 4 Tiến hành lập trình nhận diện phân loại màu sắc.
(11-17/03/2019)
Tuần 5 Hoàn chỉnh phân loại màu sắc, lập trình phân loại
(18-24/03/2019) cân nặng
Tuần 6, 7, 8 Tiến hành thiết kế phần cứng cho toàn bộ hệ
(25-14/04/2019) thống.
iii

6. Tuần 9, 10, 11, Chạy thử nghiệm hệ thống và hiệu chỉnh sao cho
12 hệ thống hoạt động ổn định
(15-12/05/2019)
Tuần 13, 14, 15 Hoàn chỉnh báo cáo
(13-02/06/2019)
03/06/2019 Hoàn thành nhiệm vụ đồ án
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)
iv

7. LỜI CAM ĐOAN
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình đếm và phân loại sản phẩm
theo cân nặng và màu sắc” là nhóm đề tài tự thực hiện dựa vào tham khảo một số tài
liệu trước đó và không sao chép từ tài liệu hay công trình nào khác.
Người thực hiện đề tài
Phạm Thị Thanh Thảo Phan Trần Hoài Vũ
v

8. LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm đề tài xin gởi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn
Đình Phú - giảng viên khoa Điện-Điện tử, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM
đã theo sát hỗ trợ và hướng dẫn nhóm một cách chi tiết trong quá trình thực hiện đề
tài. Thầy luôn hỗ trợ hết mình, giải đáp thắc mắc, chỉ ra sai sót cũng như gợi ý
những phương án thực hiện sao cho khả thi và dễ tiếp cận nhất.
Nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy(cô) trong khoa Điện-Điện tử đã
tận tình giải đáp thắc mắc, nguyện vọng trong quá trình thực hiện đề tài của nhóm.
Sự hỗ trợ của quý thầy(cô) đóng góp một phần không nhỏ vào thành công ngày hôm
nay.
Nhóm đề tài cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên trong khoa Điện-Điện tử đã
nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ nhóm, đặc biệt là tập thể lớp 15141DT2A. Những đóng
góp của các bạn luôn được nhóm tiếp nhận và đánh giá cao.
Cuối cùng, nhóm xin cảm ơn chân thành và sâu sắc đến Cha, Mẹ - những
người luôn bên cạnh hỗ trợ hết mình về tài chính cũng như tinh thần trong suốt
những năm tháng qua.
Thành công của đề tài ngày hôm nay chính là một phần đóng góp to lớn của
mọi người. Một lần nữa, nhóm xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô,
bạn bè và quý phụ huynh đã hỗ trợ nhóm thực hiện đề tài hoàn chỉnh.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Phạm Thị Thanh Thảo Phan Trần Hoài Vũ
vi

9. MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... vi
MỤC LỤC ......................................................................................................................... vii
LIỆT KÊ HÌNH VẼ.............................................................................................................x
LIỆT KÊ BẢNG BIỂU ...................................................................................................xiii
Chương 1: TỔNG QUAN...................................................................................................1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................1
1.2. MỤC TIÊU .............................................................................................................2
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................2
1.4. GIỚI HẠN ..............................................................................................................3
1.5. BỐ CỤC..................................................................................................................3
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................................5
2.1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH.........................................................................5
2.1.1. Giới thiệu về xử lý ảnh..................................................................................5
2.1.2. Những vấn đề xử lý ảnh[2]............................................................................7
2.1.3. Ngôn ngữ Python và thư viện OpenCV.................................................... 11
2.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC, CÂN
NẶNG..............................................................................................................................12
2.2.1. Các màu sắc cơ bản của sản phẩm ............................................................ 13
2.2.2. Phương pháp phân loại theo màu sắc ....................................................... 18
2.2.3. Phương pháp phân loại theo cân nặng...................................................... 18
2.3. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG..............................................................................19
2.3.1. Raspberry Pi 3 model B [5] ....................................................................... 19
2.3.2. USB Camera ................................................................................................ 22
2.3.3. Cảm biến cân nặng...................................................................................... 23
2.3.4. Xi-lanh khí nén (air cylinder)[7]............................................................... 26
2.3.5. Van điện từ (solenoid)................................................................................ 28
Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ...................................................................... 30
3.1. TỔ CHỨC CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG................................................30
3.2. THIẾT KẾ CÁC KHỐI TRONG HỆ THỐNG................................................31
vii

10. 3.2.1. Khối thu tín hiệu hình ảnh (camera) ..................................................... 31
3.2.2. Khối thu tín hiệu cân nặng (loadcell) và khối ADC (module HX711). 34
3.2.3. Khối xử lý trung tâm (Raspberry Pi 3) ................................................. 36
3.1.1. Động cơ DC; Xi-lanh và Van điện từ ................................................... 37
3.1.2. Khối hiển thị ......................................................................................... 45
3.1.3. Khối nguồn ........................................................................................... 45
3.1.4. Sơ nguyên lý toàn mạch ........................................................................ 49
Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG ........................................................................ 50
4.1. GIỚI THIỆU ................................................................................................ 50
4.2. THI CÔNG HỆ THỐNG ............................................................................. 50
4.2.1. Thi công board mạch ............................................................................ 50
4.4.2. Lắp ráp và kiểm tra ............................................................................... 51
4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH .................................................... 54
4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ........................................................................... 56
4.4.1 Lưu đồ giải thuật ................................................................................... 56
4.4.2 Giao diện hệ thống ................................................................................ 63
4.5 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ........................ 64
Chương 5.KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ ........................................... 76
5.1. KẾT QUẢ TỔNG QUAN ........................................................................... 76
5.2. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .............................................................................. 77
5.2.1. Giao diện hiển thị Tkinter. .................................................................... 77
5.2.2. Giao diện Web và Cơ sở lưu trữ dữ liệu Realtime Database. ............... 78
5.2.3. Kết quả mô hình thực tế ........................................................................ 79
5.2.4. Kết quả thực nghiệm ............................................................................. 83
5.3. NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ ......................................................................... 84
5.3.1. Nhận xét kết quả đạt được .................................................................... 84
5.3.2. Đánh giá kết quả ................................................................................... 86
Chương 6: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................. 87
6.1. KẾT LUẬN ................................................................................................. 87
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................................................. 88
viii

11. TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 89
PHỤ LỤC........................................................................................................................... 90
ix

12. LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình 2. 1. Giới thiệu về xử lý ảnh ............................................................................... 5
Hình 2. 2 Quá trình xử lý ảnh ..................................................................................... 6
Hình 2. 3 Các lân cận ảnh ........................................................................................... 9
Hình 2. 4 Các trường hợp biên .................................................................................. 11
Hình 2. 5 Mô hình màu không gian màu RGB. ........................................................ 14
Hình 2. 6 Mô hình màu HSV .................................................................................... 15
Hình 2. 7. Dải màu sắc (H) trong hệ màu HSV ........................................................ 16
Hình 2. 8 Sắc đỏ hoặc đỏ hồng chiếm trên 90% diện tích bề mặt quả (quả đỏ) ....... 17
Hình 2. 9 Sắc vàng hoặc cam chiếm 30÷90% diện tích bề mặt quả (quả cam) ....... 17
Hình 2. 10. Sắc lục chiếm hầu như toàn bộ bề mặt quả (quả xanh) ......................... 18
Hình 2. 11 Raspberry Pi 3 Model B .......................................................................... 19
Hình 2. 12 Sơ đồ Raspberry Pi3 model B ................................................................. 20
Hình 2. 13. USB camera cho Raspberry Pi ............................................................... 22
Hình 2. 14 Sơ đồ khối USB Camera Raspberry Pi ................................................... 23
Hình 2. 15 Loadcell cân nặng ngoài thực tế.............................................................. 24
Hình 2. 16. Loadcell cảm nhận sự thay đổi của tải (dây điện trở strain gauges) và
chuyển thành những tín hiệu điện. ............................................................................ 25
Hình 2. 17 Xi-lanh khí nén (air cylinder) .................................................................. 26
Hình 2. 18 Cấu tạo chính của một xi-lanh khí nén. ................................................... 27
Hình 2. 19 Van điện từ điều khiển xi-lanh. ............................................................... 29
Hình 3. 1. Sơ đồ khối hệ thống 30
Hình 3. 2 Sơ đồ kết nối module camera USB với Raspberry Pi qua 1 hub 32
Hình 3. 3. Đèn led K3E19-3 dùng để ổn định nguồn sáng trắng 32
Hình 3. 4 Sơ đồ bố trí buồng chụp ảnh (nhìn từ trên xuống) 33
Hình 3. 5 Sơ đồ bố trí buồng chụp ảnh (nhìn từ mặt bên) 33
Hình 3. 6 Sơ đồ nguyên lý module ADC HX711 (ảnh từ datasheet AVIA
Semiconductor) 35
Hình 3. 7. Hình ảnh thực tế module HX711 35
Hình 3. 8 Sơ đồ kết nối loadcell, HX711 với Raspberry Pi 3 36
Hình 3. 9 Sơ đồ các cổng ngoại vi sử dụng 36
Hình 3. 10 Động cơ DC và trục quay băng tải 38
Hình 3. 11. Động cơ giảm tốc DC 12V JGB37-3530 38
Hình 3. 12. Nguyên lý làm việc của PWM – Điều chế độ rộng xung. 39
Hình 3. 13. Mạch điều khiển tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM dùng IC
555 40
Hình 3. 14. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tốc độ động cơ 41
Hình 3. 15. Hình ảnh thực tế Module PWM 12-40VDC/10A 42
Hình 3. 17 Sơ đồ kết nối module PWM và động cơ DC 43
x

13. Hình 3. 18 Sơ đồ bố trí các xi-lanh và cảm biến tiệm cận trên băng tải 43
Hình 3. 19. Nguồn 5V 2.5A cung cấp cho Raspberry Pi 47
Hình 3. 20 . Nguồn 5V 1.5 A cung cấp cho board mạch chính 47
Hình 3. 21. Nguồn 12V 5A cung cấp cho băng tải 48
Hình 3. 22. Nguồn 24V 5A cung cấp cho van điện từ 48
Hình 3. 23. Mạch điện sơ đồ nguyên lý toàn mạch 49
Hình 4. 1. Mạch PCB board mạch chính của hệ thống................................................ 51
Hình 4. 2. Van khí nén được kết nối với xi-lanh thông qua hệ thống dây dẫn khí... 52
Hình 4. 3. Động cơ DC kéo trục quay băng tải nhờ hệ thống bánh răng và dây đai.
52
Hình 4. 4. Loadcell được đặt ở mặt dưới của băng chuyền......................................... 53
Hình 4. 5. Buồng chụp ảnh nhìn từ trên cao ................................................................. 53
Hình 4. 6. Buồng chụp ảnh nhìn từ phía dưới lên trên ................................................ 54
Hình 4. 7. . Bố trí và lắp đặt các module, board mạch chính, kit Raspberry Pi 3 .... 55
Hình 4. 8. Hệ thống sau khi được thi công hoàn thiện................................................. 56
Hình 4. 9. Lưu đồ hoạt động của hệ thống .................................................................... 57
Hình 4. 10. Lưu đồ chụp và lưu ảnh............................................................................... 59
Hình 4. 11. Lưu đồ chương trình con xử lý ảnh............................................................ 60
Hình 4. 12. So sánh và dán nhãn phân loại ................................................................... 62
Hình 4. 13. Giao diện hoạt động của chương trình chính............................................ 63
Hình 4. 14. Giao diện Web của hệ thống....................................................................... 63
Hình 4. 15. Giao diện firebase lưu dữ liệu của hệ thống ............................................. 64
Hình 4. 16. Đèn báo hiệu của Raspberry Pi sáng lúc mới cấp nguồn ........................ 65
Hình 4. 17. Đèn led của buồng chụp ảnh sáng lúc mới cấp nguồn............................. 66
Hình 4. 18. Giao diện màn hình LCD của hệ thống khi mới cấp điện ...................... 67
Hình 4. 19. Màn hình LCD hiển thị Raspberry Pi đã kết nối Internet ....................... 67
Hình 4. 20. Núm xoay điều chỉnh tốc độ băng chuyền hệ thống................................ 68
Hình 4. 21. Mở chương trình chính điều khiển hệ thống............................................. 69
Hình 4. 22. Màn hình LCD khi mới chạy chương trình điều khiển ........................... 69
Hình 4. 23. Màn hình LCD hiển thị chọn chương trình “WEB_HE_THONG.html”
70
Hình 4. 24. Giao diện web tùy chỉnh các thông số về loại sản phẩm......................... 70
Hình 4. 25. Giao diện màn hình LCD sau khi điều chỉnh các thông số phân loại. .. 71
Hình 4. 26. Cà chua thứ nhất khi được đưa vào buồng chụp ...................................... 72
Hình 4. 27. Cà chua sau khi ra khỏi buồng chụp của hệ thống................................... 72
Hình 4. 28. Xi lanh đẩy cà chua thứ nhất xuống hộp chứa loại 3 .............................. 73
Hình 4. 29. Màn hình LCD sau khi xi-lanh tác động quả cà chua thứ nhất .............. 73
Hình 4. 30. Băng tải di chuyển cà chua loại 5 đến cuối băng chuyền........................ 74
Hình 4. 31. Cà chua sau khi được hệ thống phân loại. ................................................ 75
xi

14. Hình 5. 1. Giao diện màn hình LCD sau khi mở chương trình chính. ...................... 77
Hình 5. 2. Số lượng cà chua được cập nhật sau khi hệ thống xử lý mỗi quả ............ 78
Hình 5. 3. Giao diện web tùy chỉnh các thông số về loại sản phẩm ......................... 78
Hình 5. 4. Dữ liệu được lưu dữ tại firebase .............................................................. 79
Hình 5. 5. Hệ thống hoàn thiện của đề tài (đầu băng chuyền, ngõ vào của cà chua)79
Hình 5. 6. Hệ thống hoàn thiện của đề tài (phía trái so với đầu băng chuyền) ......... 80
Hình 5. 7. Bố trí và lắp đặt các module, board mạch trong hộp điện điều khiển...... 81
Hình 5. 8. Hình Hình ảnh chụp phía trên của buồng chụp ảnh khi cung cấp điện hoạt
động hệ thống ............................................................................................................ 82
Hình 5. 9. Hình Hệ thống hoàn thiện của đề tài(phía phải so với đầu băng chuyền)
...................................................................................................................................
82
Hình 5. 10. Các van điện từ được bố trí ngay dưới băng chuyền. ............................ 83
Hình 5. 11. Kết quả thực nghiệm đối với nhóm cà chua (thực hiện ngày 25/5/2019).
...................................................................................................................................
84
xii

15. LIỆT KÊ BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1. Dòng tiêu thụ các ngoại vi Raspberry Pi .................................................... 46
Bảng 4. 1. Thông tin các thiết bị, linh kiện sử dụng cho mạch................................... 50
xiii

16. TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và thi công hệ thống phân loại sản phẩm theo cân
nặng, màu sắc; Quản lý và điều khiển bằng điện thoại” là mô hình phân loại sản phẩm,
cụ thể ở đây là nông sản quả cà chua theo cân nặng và màu sắc đã được cài đặt sẵn.
Hoạt động của mô hình dựa trên cơ chế điều khiển động cơ và xử lý tín hiệu tương tự
(màu sắc, cân nặng) của kit Raspberry Pi 3 Model B, với ngôn ngữ lập trình Python và
thư viện OpenCV, cùng khả năng quản lí và điều khiển qua điện thoại thông minh.
Nhóm sử dụng những đặc điểm riêng về màu sắc và cân nặng của quả cà chua để làm
cơ sở nhận dạng và tiến hành cho hệ thống phân loại. Kết quả thực hiện đề tài là một
mô hình có thể phân loại được một nhóm quả cà chua thành những nhóm nhỏ có hình
dạng và cân nặng khác nhau. Việc quản lí hoạt động của hệ thống, đếm số lượng, cài
đặt thông số phân loại…sẽ được thực hiện từ xa thông qua webserver.
xiv

17. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, ngành chế biến
nông sản của nước ta cũng đang phát triển mạnh mẽ. Trên cơ sở những tiềm năng và
chiến lược phát triển mà Nhà nước đã đề ra, nông sản Việt ngày càng khẳng định
được vị thế ở cả thị trường trong nước và quốc tế, trở thành một trong những mặt
hàng trọng điểm, chiếm tỉ trọng lớn trong ngành xuất khẩu, đóng góp một phần
không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân.
Nông sản sau khi thu hoạch sẽ được phân loại thành loại 1, loại 2, ...với những
tiêu chuẩn khác nhau về trọng lượng, màu sắc, hình dáng, … Nhờ vậy, người nông
dân cũng như thương lái có thể dễ dàng định giá cho từng loại nông sản, tránh được
tình trạng ép giá, nông dân phải bán rẻ nông sản. Chẳng hạn, giá dưa chuột thường
bấp bênh, không ổn định, dao động từ 7.000 - 10.000 đồng/kg nhưng vào chính vụ
thu hoạch, giá dưa giảm chỉ còn 4.000 - 5.000 đồng/kg đôi lúc bị rớt xuống còn
khoảng 500-1.000 đồng/kg mà vẫn khó tiêu thụ. Trong khi đó, sản phẩm dưa chuột
của bà con Tiên Lãng, Hải Phòng đang được chế biến thành dưa chuột bao tử đóng
hộp xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới. Phân loại dưa chuột ở đây theo nhiều tiêu
chuẩn vì mỗi thị trường thường có một tiêu chuẩn nhất định, không đồng nhất.
Nhưng với phương pháp phân loại bằng tay truyền thống thì người nông dân cũng
như các cơ sở chế biến khó có thể đáp ứng chính xác các yêu cầu tiêu chuẩn được.
Với sự ra đời và phổ biến rộng rãi của băng tải công nghiệp, chúng ta gần như có
thể tối ưu hóa mọi lĩnh vực, trong đó có việc chế biến và phân loại nông sản. Thông
qua việc tự động hóa ở các khâu, sử dụng những công nghệ, sản phẩm của khoa học kỹ
thuật, băng tải công nghiệp có thể giảm thiểu sai sót, giảm bớt nhân công, cho thời gian
làm việc liên tục cũng như hiệu suất làm việc cao. Hiện nay trên thị trường trong nước
và ngoài nước đã có các sản phẩm băng chuyền phân loại nông sản có quy mô lớn công
nghiệp, dùng cảm biến hoặc cánh tay robot để xác định kích thước, màu sắc. Tuy nhiên
các hệ thống này tương đối lớn, vận hành phức tạp, điều chỉnh các thông số sản phẩm
phải thường phức tạp. Điều này không phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
1

18. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
như nông dân hoặc tiểu thương lái do tính chất sản xuất, tính chất thay đổi chất
lượng nông sản hàng năm cũng như sự thay đổi về tiêu chuẩn ở các thị trường.
Với mục đích có thể tạo ra một hệ thống phân loại sản phẩm theo dây chuyền,
thân thiện với người dùng, khả năng tùy biến cao và giá thành phải chăng, nhóm xin
giới thiệu đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và thi công mô hình đếm và phân loại sản
phẩm theo cân nặng, màu sắc”, do chính nhóm tiến hành nghiên cứu và thực hiện.
Với mô hình này, chúng ta có thể phát triển thêm thành một hệ thống hoàn chỉnh, có
thể giúp nông dân dễ dàng sử dụng, vận hành cũng như điều chỉnh, thay thế lao
động chân tay giúp giảm nhân công, tiền bạc, tăng năng suất làm việc, đồng thời
giảm bớt chi phí lắp đặt và vận hành khi phải đầu tư một hệ thống lớn. Sau quá trình
tìm hiểu, nhóm quyết định chọn cà chua làm đối tượng phân loại.
1.2. MỤC TIÊU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình
đếm và phân loại sản phẩm theo cân nặng, màu sắc” là nắm rõ nguyên lí hoạt động
của cảm biến cân nặng, camera, làm quen với ngôn ngữ lập trình Python cũng như
các công cụ hỗ trợ trong thư viện OpenCV, thực hiện các tác vụ cơ bản trên Kit
Raspberry Pi và hệ điều hành Raspbian để nhận biết và phân loại sản phẩm.
Ngoài ra, nhóm đề tài mong muốn thi công được một hệ thống có khả năng
phân loại sản phẩm về màu sắc và cân nặng; đếm và tùy chỉnh các thông số đặt
trưng của loại sản phẩm từ xa thông qua Web localhost.
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• NỘI DUNG 1: Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm, các giải pháp
thiết kế hệ thống băng chuyền
• NỘI DUNG 2: Nghiên cứu thuật toán xử lý ảnh ứng dụng vào phân loại màu
sắc sản phẩm.
• NỘI DUNG 3: Xử lý phân loại sản phẩm theo cân nặng.
• NỘI DUNG 4: Giải pháp thiết kế giao diện Web localhost tùy chỉnh các đặc
trưng về màu sắc và chỉ số về cân nặng của hệ thống.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
2

19. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
• NỘI DUNG 5: Hoàn thiện hệ thống điều khiển và mô hình, tiến hành chạy
mẫu.
• NỘI DUNG 6: Đánh giá kết quả thực hiện.
1.4. GIỚI HẠN
- Thiết kế mô hình băng chuyền phân loại nông sản.
- Sử dụng động cơ DC để làm hoạt động băng tải.
- Sử dụng xi-lanh khí nén làm cơ cấu phân loại.
- Nhận dạng màu sắc cà chua qua thuật toán xử lý ảnh và trọng lượng qua
cảm biến cân nặng.
- Dùng Raspberry Pi 3 model B để xử lý hình ảnh, trọng lượng, nhận dữ
liệu từ môi trường web trung gian, hiển thị giao diện người dùng.
- Đếm số lượng cà chua mỗi loại bằng bộ đếm được lập trình trên
Raspberry Pi 3.
- Tùy chỉnh các đặc trưng về màu sắc và chỉ số về cân nặng của hệ thống.
1.5. BỐ CỤC
• Chương 1: Tổng quan
• Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
• Chương 3: Thiết kế và tính toán
• Chương 4: Thi công hệ thống
• Chương 5: Kết quả - nhận xét – đánh giá
• Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
• Chương 1: Tổng quan.
Nhóm đề tài đặt vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung
nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án.
• Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
3

20. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Nội dung chương bao gồm lý thuyết cơ bản về xử lý ảnh, phương pháp cơ bản
để nhận dạng và phân loại ảnh, cảm biến cân nặng, giới thiệu cơ bản về Raspberry
Pi, ngôn ngữ lập trình Python và thư viện hỗ trợ Open CV, xi-lanh khí nén.
• Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán
Từ những cơ sở lý thuyết có được, nhóm đề tài sẽ trình bày về sơ đồ khối,
công thức tính toán và kết nối của hệ thống.
• Chương 4: Thi Công Hệ Thống
Sau khi thực hiện tính toán và thiết kế, nhóm đề tài sẽ tiến hành thi công hệ
thống và trình bày lại quá trình thi công tại chương này.
• Chương 5: Kết Qủa - Nhận Xét - Đánh Giá
Những kết quả đạt được cùng với những nhận xét, đánh giá về toàn bộ hệ thống
nhóm đề tài sẽ tóm tắt tại Chương 5.
• Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển
Cuối cùng, nhóm xin được trình bày những kết luận đã được rút ra trong suốt
quá trình thực hiện đề tài cùng với hướng phát triển, cải tiến của đề tài sao cho
phù hợp với thực tế hơn.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP - Y SINH
4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

21. Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mã tài liệu : 600491
Tải đầy đủ luận văn theo 2 cách :
- Link tải dưới bình luận .
- Nhắn tin zalo 0932091562
100