【E2165】纸张数量检测装置(基于STM32F407 & FDC2214 & USART HMI）

项目编号：E2165

文件大小：90M

源码说明：带中文注释

开发环境：C编译器

简要概述：

纸张计数显示装置基于RT-Thread实时操作系统，硬件平台采用STM32F407单片机为主控制器，以具有抗电磁干扰（EMI）架构的FDC2214模块作为电容采集传感器，通过屏蔽双绞线连接至两铜极板，读取采集的数据并进行相应判断，应用触摸屏和语音模块进行状态显示与播报。FDC2214模块将采集到的数据通过IIC协议传输给主控制器，主控制器对原始数据进行卡尔曼滤波，抑制噪声对数据采集的影响。校准模式下，本系统利用最大隶属度法，确定电容模拟值及纸张数的论域，定义模糊子集和隶属函数，建立模糊规则控制表，求得模糊控制查询表。其根据采集到的两极板的数据，做出短路判断并读取多组实时数据，将其与模拟区间进行归类，选取最大可能性区间作为期望值，减小最终判断的差错率。

成果：在校准好后，50张以下100%正确

系统结构简图：

目录说明

STM32F407控制程序在：

+——2019-Electronic-Design-Competition

|---+ software:【软件设计】

|       ├──README.md

|       ├──rt-thread-master

|            └──bsp

|               └──stm32f407【控制程序】

|                  └──project.uvprojx【Keil5工程】

|---- ...

机械结构

3D效果图

铰链结构实物图

软件说明

应用线程总体分为：

1.简单设备运行线程

-LED

-OLED

-Buzzer

-Flash

2.主测量应用线程

-HMI屏幕交互

-FD2214数据获取与转换

-语音模块交互

3.系统监控线程

-Watch Dog

硬件结构

Controller PCB 3D

核心板(Core Controller)拥有外设：

整体实物图

交互界面

电脑调试时的交互界面展示：

测试数据分析

(1) 保持测试环境不变，采集50个样本，通过MATLAB拟合出纸张页数与传感器原始数据的曲线关系，如图4-2所示。

图4-2 纸张页数与模拟量的拟合函数关系图

(2) 根据(1)中采集的50个样本，确定电容模拟值及纸张数的论域，划分模糊子集，如表4-1 所示。

表4-1页数与模拟量区间对应表

(3)根据（2）中划分的模糊子集，保持测试环境不变，固定测量35张纸张，采集数据如表4-2所示，采集到的原始数据90%落入35张页数所对应的区间[401.35,399.50]，如图4-35

综合测评演练

选定2017综合测评题目【符合信号发生器】，进行综合测评训练

虽然测评训练的时候做的还行，但是实际当天综测比赛的时候，还是会手忙脚乱，现在想起那天焊接电路颤抖的双手都有点好笑

目录│文件列表:

 └ 2019-Electronic-Design-Competition

    ├ 2019 电赛题目

    │  │ A题_电动小车动态无线充电系统.pdf

    │  │ B题_巡线机器人.pdf

    │  │ B题_巡线机器人_附图_场地铺设.jpg

    │  │ B题_巡线机器人_附图_悬停同心圆.jpg

    │  │ C题_线路负载及故障检测装置.pdf

    │  │ D题_简易电路特性测试仪.pdf

    │  │ E题_基于互联网的信号传输系统.pdf

    │  │ F题_纸张计数显示装置.pdf

    │  │ G题_双路语音同传的无线收发系统.pdf

    │  │ H题_模拟电磁曲射炮.pdf

    │  └ 全国竞赛题目清单.xlsx

    ├ docs

    │  ├ DataSheet

    │  │  │ fdc2214.pdf

    │  │  │ 千佰度MY2490-16P使用说明书.pdf

    │  │  │ 基于STM32&NB-IoT的透传云接入套件-V1.0.1.pdf

    │  │  └ NB-IOT

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    │  │     └ 透传云注册.png

    │  ├ pictures

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    │  │  │ 2017综合测评题 (4).jpg

    │  │  │ 2017综测训练.jpg

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    │  │  └ hmi

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    │  │     └ paper_hmi.gif

    │  ├ 参考文献

    │  │  └ PID控制的应用与理论依据_吴宏鑫.pdf

    │  ├ 测试文档

    │  │  │ 以sin画圆.xlsx

    │  │  │ 机械臂减震结构数据.xlsx

    │  │  │ 电容与纸上数值（洗衣液版本）.xlsx

    │  │  └ 画圆数据测试.xlsx

    │  ├ 论文

    │  │  │ 纸张计数显示器论文.doc

    │  │  │ 纸张计数显示器论文.md

    │  │  │ 纸张计数显示器论文.pdf

    │  │  └ media

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    │  │     └ 电路原理图.png

    │  └ 题目

    │     └ 2019 F题_纸张计数显示装置.pdf

    ├ hardware

    │  ├ Core Controller

    │  │  └ Core Controller V4.0.pdf

    │  ├ FDC2214 TI评估板

    │  │  │ SV601187A.PcbDoc

    │  │  │ SV601187A.PcbDoc.htm

    │  │  │ SV601187A.SchDoc

    │  │  └ __Previews

    │  │     │ SV601187A.PcbDocPreview

    │  │     └ SV601187A.SchDocPreview

    │  └ FDC2214 自改版

    │     │ SV601187A.PcbDoc

    │     │ SV601187A.SchDoc

    │     └ __Previews

    │        │ SV601187A.PcbDocPreview

    │        └ SV601187A.SchDocPreview

    ├ hmi

    │  │ README.md

    │  │ 电磁炮 V4.0.HMI

    │  │ 纸张 V1.0.HMI

    │  │ 纸张 v2.0.HMI

    │  │ 纸张 V3.0.HMI

    │  │ 纸张 V4.0.HMI

    │  └ picture & font

    │     │ 555.zi

    │     │ kaiti56.zi

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    │     │ 使用字库.zi

    │     │ 关于 (1).png

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    │     │ 锁.png

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    ├ matlab

    │  │ Kalman.m

    │  │ 电容1.png

    │  │ 电容2.png

    │  │ 纸张1.png

    │  └ 纸张2.png

    ├ mechanical

    │  │ README.md

    │  │ 力臂.SLDPRT

    │  │ 力臂.STL

    │  │ 力臂2.SLDPRT

    │  │ 力臂2.STL

    │  │ 底板.SLDPRT

    │  │ 支座1.SLDPRT

    │  │ 支座1.STL

    │  │ 支座2.SLDPRT

    │  │ 支座2.STL

    │  │ 极座.SLDPRT

    │  │ 极座.STL

    │  │ 极座2.SLDPRT

    │  │ 极座2.STL

    │  │ 箱体.SLDPRT

    │  │ 箱体.STL

    │  │ 箱盖.SLDPRT

    │  │ 箱盖.STL

    │  └ 装配体1.SLDASM

    ├ others

    │  │ README.md

    │  │ 全国竞赛题目清单.xlsx

    │  ├ openMV

    │  │  │ find_line.py

    │  │  │ main.py

    │  │  │ partition_patrol.py

    │  │  │ single_blob.py

    │  │  └ tool.py

    │  ├ software for development board

    │  │  └ rt-thread-master

    │  │     │ .gitattributes

    │  │     │ .gitignore

    │  │     │ .travis.yml

    │  │     │ AUTHORS

    │  │     │ ChangeLog.md

    │  │     │ Kconfig

    │  │     │ README.md

    │  │     │ README_zh.md

    │  │     ├ bsp

    │  │     │  └ stm32f40x

    │  │     │     │ .config

    │  │     │     │ .gitattributes

    │  │     │     │ EventRecorderStub.scvd

    │  │     │     │ JLinkLog.txt

    │  │     │     │ JLinkSettings.ini

    │  │     │     │ Kconfig

    │  │     │     │ project.uvgui.25409

    │  │     │     │ project.uvguix.25409

    │  │     │     │ project.uvguix.曾旺发

    │  │     │     │ project.uvopt

    │  │     │     │ project.uvoptx

    │  │     │     │ project.uvproj

    │  │     │     │ project.uvprojx

    │  │     │     │ README.md

    │  │     │     │ rtconfig.h

    │  │     │     │ rtconfig.py

    │  │     │     │ SConscript

    │  │     │     │ SConstruct

    │  │     │     │ stm32f40x_flash.icf

    │  │     │     │ stm32_rom.ld

    │  │     │     │ stm32_rom.sct

    │  │     │     │ template.uvproj

    │  │     │     │ template.uvprojx

    │  │     │     ├ applications

    │  │     │     │  │ buzzer.c

    │  │     │     │  │ buzzer.h

    │  │     │     │  │ flash.c

    │  │     │     │  │ flash.h

    │  │     │     │  │ focus.c

    │  │     │     │  │ focus.h

    │  │     │     │  │ font.c

    │  │     │     │  │ font.h

    │  │     │     │  │ fuzzy.c

    │  │     │     │  │ fuzzy.h

    │  │     │     │  │ gyroscope.c

    │  │     │     │  │ gyroscope.h

    │  │     │     │  │ ioDevices.c

    │  │     │     │  │ ioDevices.h

    │  │     │     │  │ key.c

    │  │     │     │  │ key.h

    │  │     │     │  │ led.c

    │  │     │     │  │ led.h

    │  │     │     │  │ light.c

    │  │     │     │  │ light.h

    │  │     │     │  │ my2490.c

    │  │     │     │  │ my2490.h

    │  │     │     │  │ oled.c

    │  │     │     │  │ oled.h

    │  │     │     │  │ oledfont.h

    │  │     │     │  │ PID.c

    │  │     │     │  │ PID.h

    │  │     │     │  │ propeller.c

    │  │     │     │  │ propeller.h

    │  │     │     │  │ rc_data.c

    │  │     │     │  │ rc_data.h

    │  │     │     │  │ ret_data.c

    │  │     │     │  │ ret_data.h

    │  │     │     │  │ SConscript

    │  │     │     │  │ self_check.c

    │  │     │     │  │ self_check.h

    │  │     │     │  │ sensor.c

    │  │     │     │  │ sensor.h