傳統的基于傳感器的火災探測技術,很難滿足大空間、環(huán)境惡劣的工業(yè)場所以及戶外的火災監(jiān)測。隨著數字圖像處理技術、網絡技術、嵌入式技術的發(fā)展,使一種以視頻為基礎的智能化火災檢測與預警方法成為可能。用圖像火災監(jiān)測技術替代傳統的傳感器檢測技術能滿足現代大空間建筑火災預警的要求。本文設計了一種基于ARM和DSP的嵌入式火災預警系統,ARM是主控制器,DSP相當于協處理器。在ARM和Linux系統上,實現視頻圖像的采集、無線圖像傳輸、報警等,在DSP上實現火災圖像識別算法。本文設計的火災圖像識別算法,基于火焰和煙霧兩種模型,兩種模型同時運算,只要其中一種模型疑似火災便報警,基于兩種模型的火情識別算法,能更加快速的預報火情。論文首先分析了課題的研究背景和意義以及基于數字圖像處理的火災預警系統的研究現狀及發(fā)展。然后介紹了基于ARM和DSP的嵌入式火災預警系統的設計原則、總體結構和框圖,闡述了系統硬件各個模塊的設計。根據系統的硬件資源,搭建了嵌入式Linux軟件平臺,建立了交叉編譯開發(fā)環(huán)境。文中重點研究了火情識別算法,改進的基于小波分析、混合高斯模型、RGB和HIS模型的火情識別算法能很好的排除干擾,準確... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 基于數字圖像處理的火災預警系統的研究現狀及發(fā)展
    1.3 論文主要工作
第2章 系統硬件設計
    2.1 系統總體設計
        2.1.1 系統概述及設計原則
        2.1.2 系統組成及功能
    2.2 嵌入式模塊設計
        2.2.1 ARM模塊
        2.2.2 DSP模塊
        2.2.3 ARM和DSP的通信設計
        2.2.4 GPRS模塊
        2.2.5 USB攝像頭模塊
第3章 系統軟件平臺構建
    3.1 嵌入式LINUX操作系統
    3.2 LINUX的開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具
        3.2.1 建立交叉編譯環(huán)境
        3.2.2 建立NFS調試環(huán)境
    3.3 BOOTLOADER引導程序移植
    3.4 LINUX內核的移植與配置
    3.5 LINUX文件系統
    3.6 LINUX設備及其驅動程序
        3.6.1 LINUX驅動程序基本原理
        3.6.2 HPI驅動程序
        3.6.3 NANDFLASH驅動程序的移植
        3.6.4 USB驅動程序的移植
        3.6.5 USB攝像頭驅動移植
        3.6.6 網卡驅動移植
    3.7 DSP軟件開發(fā)環(huán)境
        3.7.1 CCS集成開發(fā)環(huán)境
        3.7.2 實時操作系統DSP/BIOS
        3.7.3 CSL-基于CCS的DSP片級支持庫
第4章 火災圖像識別算法研究及實現
    4.1 數字圖像處理基礎
        4.1.1 圖像及其分類
        4.1.2 數字圖像處理方法
        4.1.3 數字圖像的表示
    4.2 火災圖像視覺特征
        4.2.1 火焰圖像的視覺特征
        4.2.2 煙霧圖像的視覺特征
    4.3 視頻圖像預處理
        4.3.1 彩色圖像灰度化
        4.3.2 圖像噪聲處理
        4.3.3 圖像增強
    4.4 異常情況監(jiān)測
        4.4.1 背景差值法
        4.4.2 圖像差分法
    4.5 火災圖像提取
        4.5.1 火焰圖像提取
        4.5.2 煙霧圖像提取
    4.6 煙霧火焰圖像的特征匹配
第5章 系統軟件設計
    5.1 系統總體軟件設計
    5.2 視頻圖像采集
        5.2.1 Video4Linux編程
        5.2.2 圖像采集的具體實現
    5.3 GPRS圖像傳輸
        5.3.1 GPRS概述
        5.3.2 GPRS網絡結構
        5.3.3 GPRS技術優(yōu)勢
        5.3.4 GPRS傳輸圖像的軟件設計
第6章 系統測試及分析
    6.1 測試環(huán)境
    6.2 測試內容
        6.2.1 監(jiān)控系統測試
        6.2.2 火情識別算法測試
    6.3 測試結論
        6.3.1 測試結果
        6.3.2 出現的問題和原因以及解決辦法
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文
附錄B 攻讀碩士學位期間所參加的科研項目
附錄C 系統硬件實物圖
附錄D 部分程序代碼


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于圖像噪點去除的微波設備火情預警系統[J]. 楊坤,朱建柳,黃立新,金曉怡,馬盼.  計算機測量與控制. 2018(07)
[2]微滅火理論與應用[J]. 孫方楠,梁后健,張課.  低碳世界. 2017(20)
[3]基于圖像處理的家居火災檢測和消防報警[J]. 盛凱.  黑龍江科技信息. 2017(03)
[4]基于MATLAB數字圖像處理的傅立葉變換設計[J]. 冷斌,涂小華.  江西化工. 2015(05)



本文編號：3043841