工业锅炉汽包水位的过高、过低事故是长期困扰发电厂、钢厂安全生产的重大恶性事故之一,究其原因,主要是因为汽包水位测量技术尚有一些不完善的地方。由于锅炉汽包水位测量系统属于IEC61508和IEC61511安全标准中指出的现场安全仪表系统,运行人员必须实时监视汽包水位,所以电厂、钢厂等企业针对锅炉汽包水位的监控都是采用汽包双色水位计就地指示,同时应用工业摄像机拍摄水位计的实时画面,经过同轴电缆将视频信号接到控制室内的工业电视上,以便操作人员进行实时监控,及时发现异常水位。但是工业电视仅能实现对现场水位计的远程监控功能,而不能得到水位量化数值,无法参与汽包水位控制系统,更无法实现与整个锅炉DCS系统的交互功能。本课题的研究正是基于工业现场已有的基础条件,结合嵌入式技术与计算机视觉测量技术,应用基于TMS320DM642的下位机视频采集系统获取工业摄像机的模拟视频信号,通过网络接口将视频数据送至上位机PC,在上位机应用基于Lab VIEW开发环境的视觉开发工具包完成图像的采集与处理。针对双色水位计在现场实际应用中的特点,本课题在经过大量测试后提出了基于强度直方图统计的方法提取液位信息,可实现现场低画质模拟水位图像的动态显示与水位高度的量化,同时可将水位实时数据保存并转化为4-20mA标准电流输出信号,作为后续与DCS系统的数据交互。本文首先对国内外锅炉汽包水位测量的研究发展现状进行了概述,随后提出采用计算机视觉手段监测水位的特点及意义,并对整个系统进行了设计。系统硬件重点讲解了多媒体微处理器单元、视频采集单元、外部数据存储单元以及网络数据发送单元；系统软件重点介绍了视频图像采集及不同水位界面提取方法的比较,深入剖析了强度直方图统计方法的特点及实现,同时也介绍了视频录制、数据保存以及电流输出的实现方法。最后对整个系统进行了测试与静态标定。