探析自动控制和机电一体化技术在茶叶生产中的应用

黄戈里

（柳州铁道职业技术学院，广西柳州545000）

探析自动控制和机电一体化技术在茶叶生产中的应用

黄戈里

（柳州铁道职业技术学院，广西柳州545000）

伴随着科学技术的迅速发展，加快了社会信息化、自动控制化和智能化的进程，人们对医疗健康、财产安全、交通安全等各行各业的要求也越来越高。因此自动控制生产系统得到了日新月异的更新，同时也推动了多媒体领域相关的软件和硬件相关技术的快速进步。基于以上背景，本文基于自动控制技术对茶叶生产系统做了分析研究。

自动控制；机电一体化技术；茶叶生产；生产系统平台

现阶段，随着生活质量的不断提高和生活意识的不断加强，人们开始意识到身体健康的重要性，开始追求绿色的生活模式。而茶叶生产的绿色化生产问题摆在人们的面前，这就需要一种设备来完成这个功能，也就需要我们研究的茶叶生产系统平台了。本文所介绍的茶叶生产系统采用自动控制生产系统，是因为此生产系统方便了用户可以自由的设计一些所需要的应用功能，另一方面自动控制生产系统具有高稳定性和可靠性。

1 茶叶生产系统的发展历程及方向

随着社会的发展以及生活水平的提高，越来越多的人喜爱喝茶。因此，茶叶生产的好坏关系到人们身体的切身健康。茶叶生产系统的原理也正是如此。经过几十年的发展茶叶生产系统日趋成熟稳健，生产系统的应用也越来越广泛，从而进一步推动了其自身的发展。在此过程中大致经历了三个阶段：人工模拟阶段、半智能阶段、智能阶段。

1.1 人工模拟阶段

在20世纪90年代初及其以前，当时的茶叶生产系统刚刚发展没多久，相关技术不够成熟，大多采用模拟设备对自动控制数据信息进行模拟提取，称为模拟自动控制信号阶段，即第一代茶叶生产系统阶段。但是由于自动控制信息是通过电缆的形式进行传输，传输距离有限，而且在有线传输时模拟自动控制系统无法联网，只能以节点对节点的形式连接现场，导致铺线过程所耗费的财力巨大，因而此种茶叶生产系统的拓展性较差。

1.2 半智能阶段

20世纪90年代中期，自动控制多媒体技术逐渐得到了区域性广泛的应用与发展，自动控制技术有了一次质的飞跃，自动控制采集与显示技术由原本灰度化色调逐渐演变成了富有色彩的自动控制。与此同时，计算机技术发展得到了提高，在自动控制采集以及处理过程中计算机的数据处理能力得到了充分的发挥，计算机显示器的高飞变绿对画面的高质量显示提供了基础。这种主要是基于计算机的茶叶生产系统，即半智能阶段。由于受到当时自动控制技术和自动控制压缩相关技术的局限性，导致无法组建覆盖面积较大的自动控制系统，使其应用推广受到了一定的滞后。

1.3 智能化阶段

20世纪90年代末，信息处理技术的不断革新，以及自动控制压缩技术的不断进步，同时自动控制技术不断发展和计算机存储容量数据的处理速度的不断提升，促进了茶叶生产系统进入一个全新的智能化阶段。全智能茶叶生产系统主要依托于自动控制技术实现数据的实时传输，同时兼具对人工神经自动控制数据的压缩处理存储等功能，并融入了自动控制信息的行为分析结合异常处理，最重实现一个全智能化的茶叶生产系统，是自动控制技术的一次革新。如今发达的网路技术，使跨区域、跨国际的传输自动控制成为了可能，因此其发展和应用得到大力的推进。

1.4 未来茶叶生产系统发展方向

随着现代数字电子技术和模拟电子技术的高速发展，电子器件的集成度不断提高，自动控制技术的飞速发展，使茶叶生产系统平台向着智能化、数字化、集成化、便携化等方向发展。使其具有如下的特点：

第一，具有智能处理数据、分析数据、输出数据的功能。由于系统使用了自动控制微处理器，因此可以对采集到的茶叶空气浓度数据进行智能分析，判断此种空气浓度是否超过国家标准，并将得到的结果通过LCD显示出来。

第二，具有十分良好的用户生产界面。系统中使用液晶触摸屏代替传统仪器中的按键生产，用户可以根据需要在屏幕上触摸输入命令，得到所需要的生产结果，这种触摸模式既节省了按键所占空间，使产品更小巧化、便携化，又使用户生产简单方便。

第三，具有连接方便以及在线可编程的功能。茶叶生产系统平台都会配备标准的通信接口，例如USB、RS232等接口，使其可以方便与其它计算机设备或者一些别的生产设备一起使用，达到用户的使用需求，完成更加复杂的生产功能，解决用户需求问题。

第四，具有用户自主开发的功能。系统采用代码开源的微处理器作为主控制器，其内部有着非常丰富的接口电路，用户可以在开发的过程中，根据自己开发的所需具体功能的需求，改变某些程序，使系统工作在用户需求的状态。

第五，具有十分高端的数字化、超高的智能化、便携化、广泛的通用性、超强的可靠性以及超高的安全性设计也是以后它们发展的具体目标和超高追求。所以，针对现有产品价格昂贵、功能单一以及专用性不强的形势，基于自动控制的茶叶生产系统平台的应用使得生产设备测量可靠，结果显示明确显眼，更能使用户方便生产。

2 自动控制和机电一体化技术在茶叶生产中的应用

针对生产系统的开发应用，自动控制生产技术能为产品开发服务提供集成中央处理器、自动控制软件、机电一体化的开发工具、技术服务支持，以减少产品研发的进程，加速了视频领域设备的应用的步伐。自动控制生产技术集成了自动控制生产设备开发专用的协处理器引擎，超越传统意义上开发工具和技术支持，在此基础上拓展了视频开发所需要的基本软件，增加了内部函数库的功能以及相关API接口，使得开发者在开发的过程中可以直接调用内部符合其算法标准的的DSP代码。

2.1 自动化系统平台的选取

自动化生产系统就是应用于自动化环境中的一种生产系统。自动化生产系统的应用非常广泛，很多自动化产品都使用了生产系统。自动化系统可以从两个方面来描述其功能：第一、从软件开发的方向来看，自动化生产系统可以当做一种虚拟机平台，其作用是把底层的硬件部分的细节都封装起来，这样可以使运行的软件有一个抽象的编程接口，如此可以使用这些抽象的接口来进行软件的开发，但是这些编程接口对于研发人员来说就是系统提供的调用函数；第二、从系统管理的方向来看，自动化生产系统可以当做是整个系统资源的管理人员，其责任重大，管理系统当中各种的硬件资源，其中包括微处理器、内存、各种I/O设备、文件和数据等，这样，整个设备就可以高效、可靠地运行。

2.2 自动控制和机电一体化技术的开发组合

自动控制生产技术是一种涵盖了多方面的集成体，包括软件方面和硬件方面的强力技术支持，机电一体化平台中央处理器将高性能可编程的DSP核、存储器、外设以及具有设备管理的ARM核集成在一起，它包括一个可编程的DSP处理器，以及面向视频的硬件加速器，为实现的压缩-解压缩算法及其他通信信号处理提供所需的计算功能；他还将一个RISC处理器和DSP组合在一起，增加了对控制界面和用户界面的支持，使之更加易于编程；所集成的视频外设，降低了系统的成本简化了设计。机电一体化技术不仅包含了处理器以及传统的开发工具和应用支持，还包含了自动化生产系统，开发多媒体应用的基础软件，以及针对视频图像音频话音处理的标准化库函数，使开发者更快更容易的实现自动控制生产的开发。

2.3 机电一体化设备的构成

本设计使用热门的自动控制开发技术以及当下流行的自动控制生产系统，设计了一种基于自动控制的茶叶生产系统平台。机电一体化技术是内涵丰富的综合体，是一个基于可编程DSP系统的高效和拥有坚实竞争力的自动控制生产/音频组件的集合，包含了处理器、机电一体化软件、机电一体化开发工具和第三方合作伙伴的技术支持，自动控制生产技术包括如下几个方面：

自动控制生产的开发工具套件：在传统低成本的初始开发套件的基础上，提供了更加完整优秀的开发工具套件以及更加可视化的参考设计，比如DVTB，ARM/DSP集成开发环境，DevRocket IDE等，这些优秀的开发套件缩短了应用程序开发的周期流程。

自动控制生产软件：在自动控制生产处理器上运行的软件都归化为自动控制生产软件，视频图像编码/解码器，可裁剪定制的嵌入生产系统，功能齐全的应用程序接口以及机电一体化可配置的软件框架构成了自动控制生产软件模块，促进了软件的快速开发。

自动控制生产处理器系统：基于高运算速度的DSP的片上系统（SoC）处理芯片，裁剪集成了可编程的DSP核、低功耗高性能的ARM核在拥有DSP高速处理能力的同时兼具ARM强大的管理机制，因而保证了数字图像设备开发对高效性能、价格低廉、开发便捷需求的要求。

自动控制生产技术服务支持：TI的第三方合作合伴在推出其产品的同时，也提供了对相关平台和相关codec的支持，这些由第三方提供的不同领域的技术保障确保了用户应用的专业性。

3 结语

本文采用全自动机电一体化操作系统，第一、此系统是免费开源的，给了用户非常大的自由发挥的空间，用户可以根据自己的各种需要来修改和优化代码；第二、其代码的移植性是非常良好的，可以在很多硬件上嵌入使用，而只需修改一部分参数代码，因此很多时候没有必要去编写一个全部的代码程序，而只需要对开放性源码进行重新编程即可；第三、机电一体化更是具有丰富的软件和硬件使用资源，很多应用软件都是可以在机电一体化上使用的，这就给了用户十分方便的软件应用体验。总之选用全自动机电一体化操作系统是十分明智的和实用的。

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广西高校科研立项项目：《变频器实训系统的研究与开发》，项目编号：KY2015YB475，课题负责人：黄戈里。

黄戈里（1964－），男，广西南宁人，研究生，副教授，研究方向：自动化技术、职业教育。