系统架构

系统主要包含以下组件：

1. 硬件控制模块 - 控制继电器、变频器和重量变送器
2. 视觉识别模块 - 处理摄像头图像，识别溢料、角度和车辆对齐状态
3. 控制逻辑模块 - 实现下料流程控制和状态管理
4. 系统管理模块 - 协调各组件工作，管理线程和系统状态

核心功能模块

1. 下料流程控制 (FeedingProcess)

FeedingProcess 类负责核心的下料控制逻辑：

主要方法：

• start_feeding()

• • 启动整个下料流程：
  • 检查设备连接状态
  • 重置计数器
  • 执行上料斗向下料斗的物料转移
  • 等待模具车对齐并开始下料

• _check_device_connectivity()

• • 检查关键设备连接状态：
  • 测试网络继电器连接
  • 测试变频器连接
  • 测试下料斗变送器连接

• transfer_material_from_upper_to_lower()

• • 上料斗向下料斗下料：
  • 读取上料斗初始重量
  • 控制继电器打开上料斗出砼门
  • 基于重量变化控制下料过程
  • 关闭上料斗出砼门并验证下料结果
  • 有两次下料，可以设置下料次数，在core/state.py的upper_feeding_max修改

• wait_for_vehicle_alignment()

• • 等待模具车对齐：
  • 设置系统状态为等待对齐
  • 轮询检查车辆对齐状态
  • 对齐后启动第一阶段下料

• feeding_stage_one() / feeding_stage_two() / feeding_stage_three()

• • 三阶段下料控制：
  • 分别控制变频器以低速、中速、高速运行
  • 通过重量传感器监控下料过程
  • 根据重量或时间判断阶段完成

2. 系统控制器 (FeedingController)

FeedingController 类负责系统的实时控制和监控：

主要方法：

• check_upper_material_request()

• • 检查上料斗是否需要要料：
  • 读取上料斗重量
  • 根据重量判断是否需要要料
  • 触发要料请求

• check_arch_blocking()

• • 检查是否需要破拱：
  • 监控重量变化速率
  • 如果重量变化过慢，判断为堵塞
  • 控制破拱继电器进行破拱操作

• visual_control()

• • 视觉控制主逻辑：
  • 使用视觉系统检测溢料和出砼门角度
  • 根据检测结果和状态机控制出砼门开关
  • 包含四种控制模式：
    1. normal - 正常模式，保持开门
    2. reducing - 角度减小模式，关闭门以减小开口角度
    3. maintaining - 维持模式，使用脉冲控制保持角度
    4. recovery - 恢复模式，逐步打开门 判断状态机状态，执行相应的控制逻辑，首先打开夹爪，进入normal状态，当夹角>=一个阈值，并且开始堆料，进入reducing状态， 缩小过程中如果没有堆料了，回到recovery状态，如果缩小到设定角度依然堆料，进入maintaining状态，开关开关夹爪，保持低速下料，直到没有堆料，进入recovery状态 在recovery过程中产生了堆料，则进入到reducing状态

• pulse_control_door_for_maintaining()

• • 脉冲控制维持角度：
  • 通过开关门的脉冲操作维持目标角度
  • 通过读取传感器数据判断是否完成维持角度

3. 系统主控 (FeedingControlSystem)

FeedingControlSystem 是系统的主控制器：

主要方法：

• initialize() - 初始化系统

  • 配置和初始化摄像头
  • 加载视觉识别模型
  • 启动各监控线程

• start_monitoring() - 启动系统监控线程

  • 监控上料请求
  • 监控破拱需求

• start_visual_control() - 启动视觉控制线程

  • 持续捕获图像并执行视觉控制逻辑

• start_alignment_check() - 启动对齐检查线程

  • 检查模具车是否对齐

• _monitor_loop() / _visual_control_loop() / _alignment_check_loop() - 各线程的主循环

硬件接口

继电器控制器 (RelayController)

控制各种开关门操作：

• 上料斗滑动门 (DOOR_UPPER)
• 上料斗出砼门 (DOOR_LOWER_1)
• 下料斗出砼门 (DOOR_LOWER_2)
• 上料斗破拱 (BREAK_ARCH_UPPER)
• 下料斗破拱 (BREAK_ARCH_LOWER)

变频器控制器 (InverterController)

控制下料电机的转速，实现三阶段下料速度控制。

变送器控制器 (TransmitterController)

读取上料斗和下料斗的重量数据，用于控制下料过程。

视觉识别系统

系统使用计算机视觉技术进行智能控制：

1. 溢料检测 - 检测出砼门是否发生溢料
2. 角度检测 - 检测出砼门的开口角度
3. 车辆对齐检测 - 检测模具车是否对齐到位

运行流程

1. 系统初始化
2. 启动监控线程
3. 等待启动下料指令
4. 执行上料斗向下料斗的物料转移
5. 等待模具车对齐
6. 执行三阶段下料（低速→中速→高速）
7. 完成一轮下料后，再次上料
8. 执行第二轮三阶段下料
9. 完成整个下料过程

测试

项目包含针对各个模块的单元测试，位于 tests/ 目录下：

• hardware_controller_test.py - 硬件控制器测试,用debug的方式逐行运行，测试各个硬件功能

参数修改： 继电器信息修改hardware/relay.py 变频器修改hardware/inverter.py 变送器修改hardware/transmitter.py 相机参数，夹角阈值，单次下料重量，变频器频率等修改cofig/settings.py