本文關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)滑坡監(jiān)測系統(tǒng)中圖像的采集、傳輸與壓縮還原

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【摘要】：山體滑坡是一種多發(fā)的區(qū)域性自然地質(zhì)災(zāi)害,山體倒塌以及由暴雨引發(fā)的泥石流會對附近居民生命財產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。因此,對易發(fā)生滑坡的區(qū)域進行實時監(jiān)控具有重要意義。為增強山體滑坡監(jiān)測信息的直觀性、豐富性,設(shè)計了WMSNs滑坡監(jiān)測系統(tǒng),采用嵌入式微控制器STM32F407、OV7670 COMS圖像傳感器與CC2530短距離通信模塊開發(fā)了圖像采集節(jié)點,完成了圖像采集模塊與無線通信模塊的數(shù)據(jù)傳輸以及采集節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的通信。為在WMSNs網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點間Zig Bee協(xié)議條件下實現(xiàn)圖像的快速傳輸,引入壓縮感知技術(shù),在現(xiàn)場節(jié)點以遠低于Nyquist的采樣率采集圖像,同時實現(xiàn)圖像的壓縮。節(jié)點采集到的圖像采用離散小波變換進行稀疏表示,選用離散高斯矩陣實現(xiàn)信號觀測,降低節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)量,保持和增強滑坡監(jiān)測系統(tǒng)的時效性,減少對節(jié)點資源的占用。為使滑坡區(qū)居民自主判斷所處環(huán)境情況、增強主動知情權(quán),開發(fā)了帶有WiFi模塊的匯聚節(jié)點,經(jīng)過本地專屬WiFi網(wǎng)絡(luò)向居民所持手機直接發(fā)送。為此以Android手機為平臺,在手機客戶端采用正交匹配追蹤算法重構(gòu)圖像信號,算法程序以Android應(yīng)用程序編寫,實現(xiàn)了圖像觀測數(shù)據(jù)的接收與原始圖像的重構(gòu)顯示。在滑坡現(xiàn)場搭建監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進行了實地圖像采集、壓縮、傳輸、重構(gòu)實驗,測試結(jié)果表明,采集節(jié)點可以成功采集監(jiān)控區(qū)域圖像,壓縮后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞謾C,并在手機上完成重構(gòu)顯示,圖像較清晰,傳輸時間約為傳輸原始圖像的50%。
【關(guān)鍵詞】：無線多媒體滑坡監(jiān)測系統(tǒng) 圖像采集、傳輸 壓縮感知 Zig Bee WiFi Android開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 選題背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.1 WMSNs研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 壓縮感知研究現(xiàn)狀9
• 1.3 本文的主要工作9-11
• 第二章 無線多媒體傳感器滑坡監(jiān)測圖像節(jié)點開發(fā)11-36
• 2.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計11-12
• 2.2 節(jié)點的總體結(jié)構(gòu)12
• 2.3 節(jié)點傳輸模塊硬件設(shè)計12-17
• 2.3.1 CC2530無線通信模塊12-15
• 2.3.2 Wi Fi通信模塊15-17
• 2.4 節(jié)點采集模塊硬件結(jié)構(gòu)17-23
• 2.4.1 微控制器模塊17-20
• 2.4.2 圖像傳感器模塊20-23
• 2.5 傳感器節(jié)點的軟件實現(xiàn)23-35
• 2.5.1 STM32軟件開發(fā)環(huán)境23
• 2.5.2 圖像采集模塊的程序設(shè)計23-30
• 2.5.3 采集模塊功能測試30
• 2.5.4 串口通信模塊程序設(shè)計30
• 2.5.5 采集節(jié)點數(shù)據(jù)的發(fā)送30-31
• 2.5.6 USR-Wi Fi232-2 圖像傳輸31-32
• 2.5.7 圖像接收軟件設(shè)計32-33
• 2.5.8 節(jié)點的功能測試33-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 第三章 壓縮感知在圖像采集節(jié)點中的應(yīng)用36-52
• 3.1 壓縮感知理論36-38
• 3.2 采集節(jié)點圖像的稀疏表示38-42
• 3.2.1 預(yù)備知識38-39
• 3.2.2 信號的稀疏表示39-41
• 3.2.3 圖像的小波變換41-42
• 3.3 采集節(jié)點測量矩陣的構(gòu)建42-46
• 3.3.1 測量矩陣構(gòu)造理論42-44
• 3.3.2 常用測量矩陣44-45
• 3.3.3 采集節(jié)點觀測矩陣設(shè)計45-46
• 3.4 壓縮感知重構(gòu)原始圖像46-51
• 3.4.1 圖像信號重構(gòu)46-47
• 3.4.2 兩種常用的重構(gòu)算法47-49
• 3.4.3 客戶端壓縮圖像的恢復(fù)49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 系統(tǒng)測試52-56
• 4.1 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)搭建52-53
• 4.2 系統(tǒng)測試53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和科研情況63

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1 朱彩英,李新慧,楊培章,靳國旺,何鈺;圖像控制點數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)[J];測繪學(xué)院學(xué)報;2004年04期

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3 曾為《新體育》雜志副總編輯、總編室主任 現(xiàn)為中國體育報業(yè)總社《籃球》雜志主編 劉天祥;雜志想精美,先從原稿質(zhì)量抓起[N];中國新聞出版報;2014年

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2 劉玉青;無線網(wǎng)絡(luò)滑坡監(jiān)測系統(tǒng)中圖像的采集、傳輸與壓縮還原[D];江蘇大學(xué);2016年

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本文編號：836274