本文關(guān)鍵詞：基于紅外熱成像技術(shù)的礦井火災(zāi)識(shí)別系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 煤礦火災(zāi) 紅外熱成像儀 以太網(wǎng)技術(shù) 遠(yuǎn)程監(jiān)控

【摘要】：近年來的研究表明,煤礦采空區(qū)火災(zāi)一直是煤礦的主要災(zāi)害之。由于煤礦采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí),具有隱蔽性強(qiáng)、不易被人發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn),甚至情況嚴(yán)重時(shí)容易引起瓦斯爆炸、粉塵爆炸等惡性事故,給煤炭企業(yè)帶來巨大的生產(chǎn)壓力,同時(shí)也嚴(yán)重威脅著井下工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。如果能夠研制一種監(jiān)控設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測煤礦采空區(qū)或者其他重點(diǎn)區(qū)域的煤炭溫度,做到提前發(fā)現(xiàn)煤炭白燃的潛在威脅,測定煤自燃的危險(xiǎn)等級,那么就可以及時(shí)采取有效措施,對可能的煤炭自燃情況作出及時(shí)反應(yīng),最大程度上避免煤礦火災(zāi)及由其引發(fā)的井下安全事故,達(dá)到保護(hù)井下工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全的目地。論文在詳細(xì)研究分析國內(nèi)外有關(guān)煤礦火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及圖像識(shí)別技術(shù)的情況之后,出于預(yù)防煤炭采空區(qū)火災(zāi)及保護(hù)井下工作人員生命安全的需要,提出了一種新型的基于紅外熱成像技術(shù)的礦井火災(zāi)識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠有效實(shí)施對煤炭采空區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,對可能出現(xiàn)的異常情況做出及時(shí)的反應(yīng)。在算法上,論文以混合高斯背景為基礎(chǔ),對紅外熱成像儀拍攝的煤礦采空區(qū)的圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,結(jié)合3倍標(biāo)準(zhǔn)差原則以判別是否產(chǎn)生煙霧,實(shí)現(xiàn)評定危險(xiǎn)等級的功能：在硬件上,使用TI公司的TMS320DM6437數(shù)字處理器作為核心處理器,專門用來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)識(shí)別算法的實(shí)現(xiàn),結(jié)合混合高斯模型算法對由紅外熱成像儀提取的圖像進(jìn)行分析與處理,當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測圖像出現(xiàn)異常則立即將圖片上傳到控制器以及上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。控制器采用意法半導(dǎo)體公司的STM32F407ZET6系列芯片,用于實(shí)現(xiàn)紅外圖像的下位機(jī)實(shí)時(shí)顯示,并與上位機(jī)進(jìn)行通訊：在軟件上,論文基于Visual Studio2012平臺(tái)為基礎(chǔ),以C#語言為工具進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)測終端的開發(fā),并結(jié)合了以太網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)長距離傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控,做到對煤礦采空區(qū)火災(zāi)識(shí)別的實(shí)時(shí)監(jiān)測和有效管理等功能,簡化了操作并極大地提高了系統(tǒng)的工作效率。最后,論文對系統(tǒng)的算法進(jìn)行了Matlab7.1仿真,驗(yàn)證了算法的可行性,同時(shí)對系統(tǒng)的部分軟、硬件進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),并給出了軟件對圖片處理的結(jié)果,證明了系統(tǒng)的可靠性。在實(shí)驗(yàn)中,系統(tǒng)表現(xiàn)了檢測速度快、精度高、可靠性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),上位機(jī)顯示流暢,人機(jī)效果良好,為后續(xù)的煤礦火災(zāi)識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展研究提供了一定經(jīng)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：煤礦火災(zāi) 紅外熱成像儀 以太網(wǎng)技術(shù) 遠(yuǎn)程監(jiān)控
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD752
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 選題背景和意義12-14
• 1.1.1 選題背景12-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展趨勢14-16
• 1.2.1 研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展的總體趨勢15-16
• 1.3 課題研究內(nèi)容16-18
• 2 紅外技術(shù)在煤礦火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用18-24
• 2.1 紅外輻射理論18-19
• 2.2 紅外成像的原理19-20
• 2.3 紅外成像儀的發(fā)展20-21
• 2.4 紅外技術(shù)與礦井防火21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 3 煤炭自燃識(shí)別算法的設(shè)計(jì)24-44
• 3.1 煤礦火災(zāi)發(fā)生的原因24
• 3.2 煤炭著火煙霧特征分析24-26
• 3.3 現(xiàn)有煙火識(shí)別算法分析26-28
• 3.4 煤炭火災(zāi)識(shí)別算法的設(shè)計(jì)28-37
• 3.4.1 煤炭火災(zāi)識(shí)別算法流程28-29
• 3.4.2 圖像預(yù)處理29-30
• 3.4.3 建立模型30-32
• 3.4.4 背景模型的更新32-37
• 3.5 疑似火焰圖像的動(dòng)態(tài)特征提取37-41
• 3.5.1 面積變化率37-38
• 3.5.2 可疑區(qū)域的判決和提取38-41
• 3.6 本章小結(jié)41-44
• 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)44-56
• 4.1 數(shù)據(jù)處理模塊45-50
• 4.1.1 STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)45-47
• 4.1.2 LCD與TF卡存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)47-49
• 4.1.3 DSP模塊設(shè)計(jì)49-50
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊50-52
• 4.2.1 紅外信號(hào)采集模塊50-51
• 4.2.2 USB轉(zhuǎn)串口模塊51-52
• 4.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊52-54
• 4.3.1 LAN8720A模塊介紹52-53
• 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)53-54
• 4.4 電源設(shè)計(jì)54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)56-66
• 5.1 DSP算法的設(shè)計(jì)56-59
• 5.1.1 圖片濾波處理57-58
• 5.1.2 煙火識(shí)別58-59
• 5.2 STM32單片機(jī)程序設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 上位機(jī)設(shè)計(jì)60-62
• 5.4 實(shí)驗(yàn)與MATLAB仿真62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-74
• 作者簡介74

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;富士通推出新手掌靜脈紋路識(shí)別系統(tǒng)[J];中國安防產(chǎn)品信息;2006年04期

2 ;手掌識(shí)別系統(tǒng)獲北京發(fā)明創(chuàng)新大賽特等獎(jiǎng)[J];安防科技;2010年02期

3 ;俄羅斯研發(fā)出高靈敏氣體識(shí)別系統(tǒng)[J];分析測試學(xué)報(bào);2012年06期

4 吳重光;聯(lián)邦德國巴魯夫公司的托板及刀具識(shí)別系統(tǒng)[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);1987年12期

5 ;醒目電腦[J];勘察科學(xué)技術(shù);1998年06期

6 高弘軼;韓國掃描識(shí)別系統(tǒng)推廣會(huì)[J];中國安防產(chǎn)品信息;2005年05期

7 都伊林;;雙頻識(shí)別系統(tǒng)的原理與應(yīng)用[J];中國安防;2007年06期

8 陳紅玉;Büro Uebele Visuelle Kommunikation;;阿迪達(dá)斯識(shí)別系統(tǒng)[J];設(shè)計(jì);2013年10期

9 ;銀行信用社準(zhǔn)購磁卡識(shí)別系統(tǒng)[J];中國安防產(chǎn)品信息;1995年05期

10 林驪珠;你注意到自己的指尖了嗎[J];安防科技;2003年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何偉方;;音聲識(shí)別系統(tǒng)[A];第一屆全國語言識(shí)別學(xué)術(shù)報(bào)告與展示會(huì)論文集[C];1990年

2 廖樹宏;;建立朵麗新農(nóng)村識(shí)別系統(tǒng)的新時(shí)代意義[A];第六屆海峽兩岸休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

3 馬少平;姜哲;;大型古籍《四庫全書》識(shí)別系統(tǒng)[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊）[C];1999年

4 李文宏;;海關(guān)卡口集裝箱識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用[A];天津市電視技術(shù)研究會(huì)2013年年會(huì)論文集[C];2013年

5 趙杰煜;王小權(quán);;復(fù)雜運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的學(xué)習(xí)與識(shí)別[A];中國圖象圖形學(xué)會(huì)第十屆全國圖像圖形學(xué)術(shù)會(huì)議（CIG’2001）和第一屆全國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研討會(huì)（CVR’2001）論文集[C];2001年

6 王永恒;賈焰;楊樹強(qiáng);;面向漢語短文的話題識(shí)別系統(tǒng)研究[A];第二十一屆中國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（技術(shù)報(bào)告篇）[C];2004年

7 孫南;張慶;代銳;韋穗;;集成人臉檢測和性別識(shí)別系統(tǒng)[A];第十五屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

8 徐檉;周明安;李天鑫;薄鑫旭;李是良;;戰(zhàn)爭遺留爆炸物識(shí)別系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)[A];中國爆破新技術(shù)Ⅲ[C];2012年

9 王晶;姚鴻勛;姜峰;;中國手語徒手識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會(huì)'2005論文集（下冊）[C];2005年

10 蘇光大;尚焱;嚴(yán)超;謝炳龍;張翠萍;楊淑蘭;;計(jì)算機(jī)人像組合查詢識(shí)別系統(tǒng)[A];中國圖象圖形科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展——第九屆全國圖象圖形科技大會(huì)論文集[C];1998年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江蘇 耿達(dá);一種新穎電子識(shí)別系統(tǒng)[N];電子報(bào);2007年

2 記者 王嶸;山西推出二代證快捷識(shí)別系統(tǒng)[N];人民公安報(bào);2010年

3 童杭麗;杭州要建立城市識(shí)別系統(tǒng)[N];科技日報(bào);2007年

4 娜仁圖雅;我區(qū)參與研制的少數(shù)民族文字識(shí)別系統(tǒng)通過鑒定[N];內(nèi)蒙古日報(bào)(漢);2007年

5 實(shí)習(xí)記者 張曉東;第四屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽頒獎(jiǎng)“手掌識(shí)別系統(tǒng)”獲特等獎(jiǎng)[N];北京商報(bào);2010年

6 錢麗花;統(tǒng)一平臺(tái)的多民族文字文檔識(shí)別系統(tǒng)研制成功[N];中國民族報(bào);2007年

7 早報(bào)記者 韓曉蓉　實(shí)習(xí)生 徐文娟;“人臉”可成為萬能“通行證”[N];東方早報(bào);2012年

8 陳卓;打造自己的面容識(shí)別系統(tǒng)[N];中國電腦教育報(bào);2005年

9 朱和平;空防空管一體化監(jiān)視識(shí)別系統(tǒng)[N];解放軍報(bào);2005年

10 周襄楠 李江濤;清華大學(xué)人臉綜合識(shí)別系統(tǒng)全面應(yīng)用推廣[N];大眾科技報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王春立;面向大詞匯量的連續(xù)中國手語識(shí)別系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2003年

2 項(xiàng)冬冬;關(guān)于動(dòng)態(tài)隱患識(shí)別系統(tǒng)的研究[D];華東師范大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史宏博;嵌入式煙霧監(jiān)控與識(shí)別系統(tǒng)[D];上海師范大學(xué);2015年

2 陳銀;基于掃描筆的發(fā)票識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉陳馨;基于顯著性檢測的Logo識(shí)別系統(tǒng)[D];大連理工大學(xué);2015年

4 屠舒妍;面向移動(dòng)終端的病蟲草害識(shí)別系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2015年

5 石禮奇;基于EPON架構(gòu)的高清抓拍識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2015年

6 劉玉松;基于智能手機(jī)的自動(dòng)車標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2015年

7 吳杰;可修改與編輯的草圖識(shí)別系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2015年

8 胡云;基于紅外熱成像技術(shù)的礦井火災(zāi)識(shí)別系統(tǒng)研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

9 肖江南;漢語孤立詞識(shí)別系統(tǒng)開發(fā)與研究[D];廣西師范大學(xué);2004年

10 林芹;基于嵌入式的無線區(qū)域識(shí)別系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：779150