發(fā)布時(shí)間：2022-02-09 09:08

　　灌區(qū)設(shè)施地理位置分散且用水管理復(fù)雜，傳統(tǒng)方法靠人工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)不僅容易造成管理混亂，而且耗時(shí)耗力。圖像采集與嵌入式技術(shù)在各領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且3G無(wú)線傳輸以其切換自如、實(shí)時(shí)在線、傳輸高速等優(yōu)點(diǎn)在各行業(yè)被廣泛應(yīng)用。本文將嵌入式技術(shù)、圖像采集與3G傳輸技術(shù)應(yīng)用到灌區(qū)設(shè)施工作情況遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中，為灌區(qū)研制一套低成本、低功耗、傳輸速度高的基于3G網(wǎng)絡(luò)的灌區(qū)圖像采集與處理系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）根據(jù)灌區(qū)實(shí)際應(yīng)用的性能要求和功能需求，構(gòu)建系統(tǒng)框架圖，將系統(tǒng)劃分為下位機(jī)采集終端和上位機(jī)監(jiān)控中心。下位機(jī)采集終端包括嵌入式核心控制器最小系統(tǒng)模塊、圖像采集模塊、3G無(wú)線傳輸模塊、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)模塊、系統(tǒng)電源管理模塊、供電電源電壓測(cè)量模塊和備份存儲(chǔ)模塊。上位機(jī)監(jiān)控中心包括中心監(jiān)控接收郵箱、郵箱管理上位機(jī)及本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。（2）在下位機(jī)采集終端中：為了降低系統(tǒng)功耗，系統(tǒng)電源管理模塊通過(guò)10位旋轉(zhuǎn)撥碼開關(guān)和ATtiny25單片機(jī)控制電源芯片MAX738啟閉實(shí)現(xiàn)下位機(jī)定時(shí)間隔采集與數(shù)據(jù)發(fā)送。核心控制器采用ARM9微處理器S3C2440，并采用嵌入式Linux系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。圖像采集模塊采用嘉映微AVEO的圖像處理芯片AV... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)整體示意圖

（1）可靠性：各個(gè)下位機(jī)采集終端工作在無(wú)人值守的野外條件下，要求下位機(jī)采集終端設(shè)備具有較高的工作可靠性。（2）功耗低：偏遠(yuǎn)采集點(diǎn)地區(qū)不易引入市電供電，采用太陽(yáng)能供電系統(tǒng)供電，因此終端設(shè)備需要具有較低的功耗，盡量降低太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的功率，從而降低太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的成本。（3）易擴(kuò)展性：下位機(jī)采集終端采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，放置于需要采集的灌區(qū)設(shè)施監(jiān)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)需要增加采集節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需要將新的終端安置在預(yù)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，需要減少或改變采集節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需將該采集節(jié)點(diǎn)移除或移動(dòng)至新位置即可，其他配套設(shè)施不需要變動(dòng)。（4）高安全性：終端設(shè)備安裝合理，安全可靠，避免造成災(zāi)害。2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成在分析了系統(tǒng)的功能需求及性能特點(diǎn)之上，結(jié)合本文的研究目標(biāo)，構(gòu)建系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，如圖 2-1 所示。

具有日歷功能的 RTC； 8路10位 ADC 和觸摸屏接口； 130個(gè)通用 I/O，24個(gè)外部中斷源； 帶 PLL 的片上時(shí)鐘發(fā)生器； 電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式；過(guò)觀察上述功能特性，S3C2440A 完全滿足本系統(tǒng)的需求特性。圖像采集攝像頭選型像頭是很常見的一種圖像采集設(shè)備，它最基本的功能就是完成圖像的實(shí)時(shí)采由主控芯片（DSP）、鏡頭（LENS）和感光芯片（SENSOR）組成，其中 SEN做圖像傳感器。像頭的工作原理大致為(張俊秀 2012)：景物通過(guò) LENS 生成的光學(xué)圖像投R 表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到處理，再通過(guò)相應(yīng)輸入/輸出接口形式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中處理，通過(guò)顯示器就可了。圖 2-2 是攝像頭的工作流程示意圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于STM32的灌區(qū)圖像采集終端的研究[J]. 張衛(wèi)華,馬孝義.  農(nóng)機(jī)化研究. 2013(04)
[2]基于無(wú)線通信平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)主控和攝像頭硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介[J]. 張俊秀.  電子世界. 2012(22)
[3]基于GPRS和ARM的農(nóng)田圖像采集系統(tǒng)[J]. 王杰,管濤.  農(nóng)機(jī)化研究. 2012(10)
[4]基于Wi-Fi的遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 吳世玉,曾強(qiáng),趙娟,張志杰.  核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù). 2012(08)
[5]基于ARM田間無(wú)線圖像嵌入式系統(tǒng)的研究[J]. 何麗麗,姜重然,徐建東.  農(nóng)機(jī)化研究. 2012(08)
[6]通用農(nóng)業(yè)環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)ReGA網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J]. 張海輝,朱江濤,吳華瑞,鄧清海,馬錦輝,季大祥.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]基于GPRS的灌區(qū)水資源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 潘崢嶸,張浩,朱翔,張寧.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2011(12)
[8]S3C2440A芯片及應(yīng)用[J]. 張豪,楊春燕,汪筱陽(yáng).  電子設(shè)計(jì)工程. 2011(24)
[9]ZigBee技術(shù)淺析[J]. 徐麗萍.  南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2011(04)
[10]淺談Zigbee技術(shù)[J]. 吳思俊.  信息與電腦(理論版). 2011(05)

碩士論文
[1]基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[D]. 肖巍.太原科技大學(xué) 2012
[2]基于Android的灌區(qū)管理信息系統(tǒng)研究[D]. 趙九洲.鄭州大學(xué) 2012
[3]基于ARM的灌區(qū)用水過(guò)程圖像采集與無(wú)線傳輸終端研究[D]. 符少華.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[4]灌區(qū)OAS中郵件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 王光亮.華中科技大學(xué) 2012
[5]基于嵌入式Linux的圖像采集與視頻監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 童肇哲.杭州電子科技大學(xué) 2012
[6]基于CAN總線的灌區(qū)氣象數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)[D]. 許燕.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[7]基于STM32的高速大容量數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 丁珍紅.上海交通大學(xué) 2011
[8]灌區(qū)信息監(jiān)測(cè)與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究[D]. 任洪藝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[9]灌區(qū)用水管理圖像采集與傳輸系統(tǒng)研究[D]. 陳江華.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[10]基于RS和GIS的灌區(qū)需水量預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 王明新.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3616743