【摘要】：長期以來,由于油井分布廣泛且數量眾多,野外數量占多數,使得盜竊者有機可趁,給油田行業(yè)造成了巨大損失。為了對油田現(xiàn)場進行安全防范,制止盜竊者對原油和設備的偷盜是急需解決的問題。課題根據天津大港油田原油主要被盜情況,給出了一種新型防盜監(jiān)控系統(tǒng)以滿足油田的迫切需要。因此,在監(jiān)控報警方面,系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為前端報警觸發(fā)單元,結合攝像頭進行視頻圖像拍攝監(jiān)控。在無報警觸發(fā)時,不進行圖像采集與傳輸,節(jié)省了通信費用。現(xiàn)場采用報警觸發(fā)與視頻采集相結合的方式進行監(jiān)控,在上位機軟件部分,對采集的圖像進行處理,采用基于遺傳算法的人臉檢測方法可以較好的實現(xiàn)人臉檢測功能,當檢測出有人臉時進行報警,并通過GPRS網絡將警情信號發(fā)送至安保人員手機,達到報警的實時性。在研究過程中,主要對現(xiàn)場終端監(jiān)控單元的硬件和軟件進行了設計,實現(xiàn)了對現(xiàn)場報警觸發(fā)單元的控制、對攝像頭采集的控制、現(xiàn)場儀表數據的采集、采集數據的發(fā)送以及通訊規(guī)約的介紹;在后臺監(jiān)控軟件部分,實現(xiàn)了圖像的采集并將基于遺傳算法的人臉檢測方法應用與圖像處理中,對現(xiàn)場采集的數據進行解析并做展示,能將后臺接收的數據進行存儲并導出。設計一種安全可靠有效的油田防盜監(jiān)控系統(tǒng),對油田的安全生產具有重大的意義和實踐價值,而且為無人值守項目的系統(tǒng)開發(fā)提供了可借鑒的經驗,加之后續(xù)中對圖像檢測算法的詳細研究,相信其發(fā)展前景極具廣闊。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE48
【圖文】：

圖 1 系統(tǒng)的整體實現(xiàn)方案圖Fig.1 The overall implementation plan of the system系統(tǒng)的具體功能如下所示：前端監(jiān)控單元為報警前端，在抽油機井口安放。巡警維護人員可以通過遙控器現(xiàn)場設置是否為監(jiān)控狀態(tài)。正常工作時，系統(tǒng)進行現(xiàn)場信息的采集，通過對采集信息進行上傳經后臺處理，檢測是否有人非法入侵、機械是否有運行故障和破壞；實時通過紅外監(jiān)測是否有人入侵，當有人入侵時觸發(fā)報警狀態(tài)，開始采集現(xiàn)場頻圖像，最后將采集的這些圖像通過后臺處理，如確定為異常信號，則將異常信發(fā)送至相關人員手機。后臺監(jiān)控中心主要有計算機、GPRS 收發(fā)模塊、監(jiān)控軟件成。前端監(jiān)控單元采集的數據信息通過 GPRS 上傳至后臺監(jiān)控中心。監(jiān)控中心可現(xiàn)場采集的信息進行分析處理，進而了解油井的生產狀態(tài)，方便相關油田研究人對油田的生產提出有效建議；也可設置現(xiàn)場的一些相關儀表參數、布防與撤防狀等。

圖 2 現(xiàn)場監(jiān)控終端框圖Fig.2 The block diagram of scene terminal monitoring從現(xiàn)場監(jiān)控單元的結構框圖可知，包括人機交互單元、人體紅外感應態(tài)采集單元、圖像采集單元、看門狗電路、供電系統(tǒng)等主要部分組M 單片機系統(tǒng)作為核心來控制和監(jiān)控前端的實時情況，作為前端的控用較大的 FLASH 空間來確保程序和數據的存儲；通過熱釋電紅外傳是否有人入侵，由單片機控制攝像頭對現(xiàn)場進行視頻圖像定時采集并控中心，由上位機軟件對數據進行分析處理，采用基于遺傳算法的人圖像進行分析計算；若有警情，觸發(fā)報警電路來感應現(xiàn)場的情況，及場事故進行處理，并將異常報警信息通過短信通知安保人員；通過人對現(xiàn)場布防和撤防狀態(tài)的設置。此外，由于現(xiàn)場儀表可能來自不同采用的通訊方式或通信協(xié)議可能會有不同，為了兼容外部不同的設備了開關量和模擬量 IO 口，以備后續(xù)拓展使用。

圖 3 微處理單元電路圖Fig.3 The microprocessor unit circuit diagram3.2.2 報警觸發(fā)單元報警觸發(fā)單元主要負責實時對現(xiàn)場周圍進行監(jiān)測，檢測是否有外人入侵。當有身份不明人員時，觸發(fā)報警狀態(tài)，通過單片機控制攝像頭進行視頻圖像定時采集并通過 GPRS 網絡上傳至后臺監(jiān)控中心，其作為前端監(jiān)控終端的重要組成部分，需要對人體輻射的紅外進行探測[32,33]。對于現(xiàn)場來說，其警界范圍是一個封閉的周界區(qū)域，在其一定范圍內監(jiān)測是否有人入侵，普通人體會發(fā)射 10um 左右的特定波長紅外線，這種特點波長的紅外線對特殊的傳感器非常敏感。當傳感器檢測到這種紅外線時，由物理效應釋放出一定量的電荷，釋放的電荷經過設計的電路處理之后能產生一種單片機可以檢測到的信號，通過單片機對這種特殊信號的實時監(jiān)測域及時處理來對現(xiàn)場進行監(jiān)控。這種專門的傳感器是針對特定波長設計的，對其他波長的波不敏感，幾乎不會觸發(fā)電路。

【參考文獻】

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本文編號：2802898