基于FPGA的烟叶分级系统设计与实现

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1、学校代码10459学号或申请号201522172176密级专业硕士学位论文基于FPGA的烟叶分级系统设计与实现作者姓名：顾豪贝导师姓名：申金媛教授专业学位名称：电子与通信工程培养院系：信息工程学院完成时间：2018年5月AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterDesignAndImplementationofTobaccoLeafGradingSystemBasedonFPGAByHaobeiGuSupervisor:Prof.Jiny

2、uanShenInformationandCommunicationEngineeringSchoolofInformationEngineeringMay,2018摘要烟叶是我国重要的经济农作物之一，烟叶价格和烟叶等级由国家统一规定，并由国家收购，国家每年对烟叶的收购量巨大。不同等级烟叶的价格差距很大，而我国对烟叶的分级大部分还是依靠人工完成，眼观手摸的烟叶分级方式存在分级速度慢、客观性差、分级成本高昂等弊端，这对烟民的生产积极性和国家的经济收入有很大影响。因此，快速、客观、低成本的低功耗烟叶分级方式显得十分必要。为了

3、实现烟叶的快速智能分级，本文根据烟叶智能分级研究中比较成熟的一种方法，即根据烟叶的图像信息实现烟叶的智能分级，设计并实现了一种基于FPGA的烟叶分级系统。具体工作如下：1.采用Verilog-HDL语言编写基于FPGA的烟叶分级系统的软件。完成图像采集和VGA显示、SD卡存储、图像预处理、图像特征的提取、分级算法、结果输出等各个模块的代码编写，并采用仿真软件Modelsim对各个模块的功能进行功能仿真验证。2.设计并实现硬件系统。基于软件模块分析系统的逻辑使用情况，并以此选择Altera公司的CycloneIV-EP4C

4、E115作为整个系统的主控芯片；根据性能及技术指标设计并实现分级系统的整体电路。3.最后采用嵌入式逻辑分析仪对系统的运行结果和主要参数进行分析；并对烟叶进行分级测验，结果表明所设计软硬件的正确性。测试结果表明，系统可以完成烟叶自动分级的预期功能。经测试，本系统对一片烟叶的分级时间为0.3秒，与计算机运算相比，本设计在功耗、成本和时间上都有着明显的优势，是一种非常实用的烟叶分级智能设备。关键词：烟叶分级Verilog-HDLFPGA并行运算快速IAbstractTobaccoisoneofthemostimportante

5、conomiccropsinChina.Thepriceoftobaccoandtobaccogradesareregulatedbythestateandpurchasedbythestate.Theamountoftobaccopurchasedbythestateishugeeveryyear.Differentgradesoftobaccoleavesthepricegapislarge,andtheclassificationoftobaccoinChinastillrelyonmanualwork,tobac

6、cogradingmodeeyeviewtouchclassificationofslowspeedandpoorobjectivityandhighcostofgradingandotherdefects,ithasagreatimpactonpeople'senthusiasmforproductionandnationalincome.Therefore,thefast,objectiveandlowcosttobaccoclassificationmethodisverynecessary.Inordertoac

7、hieverapidintelligentgradingoftobaccoleaves,amaturemethodbasedontobaccoleafintelligentclassificationisstudiedinthispaper,thatis,intelligentclassificationoftobaccoleavesisachievedbasedonimageinformationoftobaccoleaves.AtobaccogradingsystembasedonFPGAisdesignedandi

8、mplemented.Thespecificworkisasfollows:1.UsingtheVerilog-HDLlanguagetowritesoftwareforthetobaccoleafgradingsystembasedonFPGA.Thecodingofeachmodule,suchasimageac