水庫大壩是重要的基礎工程,其能否安全穩(wěn)定運行關系到當?shù)厝嗣竦纳敭a安全,因此及時、準確的獲取水庫壩體的狀態(tài)參數(shù)就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的水庫壩體安全監(jiān)測主要靠人工測量,或使用半自動的測量儀進行監(jiān)測,這些監(jiān)測手段大多測量精度較差,監(jiān)測時間長,耗時耗力。而一些新式的監(jiān)測手段,諸如全站儀,雖然其能夠實現(xiàn)壩體遠程自動監(jiān)測功能,但由于成本過高,限制了其在中小水庫監(jiān)測項目上的推廣。因此,本文結合壩體安全監(jiān)測的實際要求,設計了一種基于準直激光和圖像處理技術的壩體視覺監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠以較低的成本實現(xiàn)對水庫壩體的沉降和水平位移進行遠程自動監(jiān)測。本套系統(tǒng)由基站、主站和監(jiān)測中心三部分組成,基站又分成圖像采集板和基站控制板兩個部分。由STM32F407和OV2640構成的圖像采集板主要負責壩體位移的監(jiān)測,以STM8L為核心的基站控制板則控制基站的運行,并負責與主站間的無線通信�；竞椭髡緲嫵尚切蜔o線網(wǎng)絡,一個主站對多個基站進行管理,并通過GPRS網(wǎng)絡與監(jiān)測中心通信。為了確保系統(tǒng)內部通信的可靠性,文中設計了一套通信協(xié)議用于系統(tǒng)內部各部分的通信。該監(jiān)測系統(tǒng)使用一固定于壩體一側岸邊基準點上的激光器發(fā)射準直激光,其...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及實際意義
    1.2 國內外大壩位移測量的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
        1.2.1 位移監(jiān)測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 位移監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢
    1.3 文章主要研究內容和構架
第二章 水庫壩體監(jiān)測系統(tǒng)方案設計
    2.1 常見壩體監(jiān)測方法分析
        2.1.1 引張線技術
        2.1.2 正倒垂線技術
        2.1.3 測斜儀技術
        2.1.4 連通管法
        2.1.5 振弦式沉降儀技術
        2.1.6 智能全站儀技術
        2.1.7 GPS監(jiān)測儀技術
    2.2 基于準直激光和圖像處理技術的壩體監(jiān)測技術原理簡述
    2.3 系統(tǒng)整體方案設計
        2.3.1 硬件部分設計方案
        2.3.2 系統(tǒng)軟件設計方案
        2.3.3 監(jiān)測系統(tǒng)性能指標
    2.4 本章小結
第三章 水庫壩體監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計
    3.1 監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計概述
    3.2 主要元器件選型
        3.2.1 圖像采集板的攝像頭及處理芯片選型
        3.2.2 基站控制板控制芯片選型
        3.2.3 主站控制板控制芯片選型
        3.2.4 主站GPRS模塊選型
        3.2.5 無線通信模塊選型
    3.3 系統(tǒng)硬件通信接口簡介
        3.3.1 串口
        3.3.2 I2C接口
        3.3.3 SCCB接口
        3.3.4 DCMI接口
    3.4 監(jiān)測基站硬件設計
    3.5 監(jiān)測主站硬件設計
    3.6 本章小結
第四章 水庫壩體監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計
    4.1 圖像處理算法研究
        4.1.1 彩色圖像灰度處理
        4.1.2 圖像濾波處理
        4.1.3 圖像二值化處理
        4.1.4 圖像特征點的提取
        4.1.5 隨機光擾的濾除
    4.2 通信協(xié)議設計
        4.2.1 主站與基站通信協(xié)議
        4.2.2 主站與監(jiān)測中心通信協(xié)議
    4.3 監(jiān)測基站程序設計
        4.3.1 攝像頭驅動程序設計
        4.3.2 圖像采集板主程序
        4.3.3 圖像采集板中斷響應程序
        4.3.4 基站控制板主程序
        4.3.5 基站控制板中斷響應程序
    4.4 監(jiān)測主站程序設計
    4.5 本章小結
第五章 監(jiān)測基站的實物制作及性能測試
    5.1 監(jiān)測基站的實物制作
    5.2 監(jiān)測基站性能測試
        5.2.1 長度像素比的測量
        5.2.2 測試環(huán)境的搭建
        5.2.3 系統(tǒng)精度測試
        5.2.4 誤差分析
    5.3 本章小結
第六章 結論
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：3748174