嵌入式多参数环境智能监测系统的设计与实现

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:DJ_BOY
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随着社会发展,科技进步,以及人们环保意识的增强,环境安全已经成为社会关注的焦点。日常生活中的环境要素例如空气、饮用水的监测对于健康生活来说是至关重要的;而工业中的生产、运输、存储领域中也有相关参数需要监测,尤其是直接影响产品质量的关键性指标。当参数出现异常时,需要环境监测系统能够实时报警并通知相关人员采取必要的措施,从而避免重大损失。因此,环境的实时监测具有重要的现实意义。目前,环境监测设备向着智能化、应用场合多样化的方向发展,而传统意义上对物理信号的单一监测已经无法适应这种趋势,因此研发多参数、智能化、低成本的嵌入式环境智能监测系统具有重要的理论意义和应用价值,本文正是在这种研究背景下,提出以ARM微处理器和嵌入式Linux操作系统为核心的嵌入式环境智能监测系统,实现了对复杂物理信号与多路视频信号的实时监控、传输,同时,结合物理信号滤波及运动目标检测算法完成系统的智能报警,实现了环境监测系统的智能化、网络化、系统化。本文的主要工作和研究成果如下:1.在对嵌入式多参数环境监测系统进行需求分析的基础上,设计了系统硬件总体架构,采用ARM9微处理器S3C2440A构建硬件平台,完成了对USB接口、网络接口、串口、电源等模块的电路设计与实现,移植了U-BOOT、Linux操作系统,完成了对系统平台软、硬件的开发。2.开发对环境信号的采集、显示、报警以及传输于一体的应用软件。对于物理信号,再检测出危险信号后报警。而对于视频信号,将采集到的图像通过网络传输到PC机端,同时解码并显示在环境检测平台上,然后对运动目标进行检测,实现智能报警。3.针对环境监测参数单一、物理信号处理存在偏差的缺点,提出了滑动平均滤波和限幅滤波相结合的方法。实验证明,该算法从复杂物理信号中还原的数据值更加接近环境真实值。从而使异常信号的报警更加稳定可靠。4.针对多路视频监控的要求,对于数据量较大的视频信号,采用了改进的帧间差法和背景差法相结合的运动目标检测方法,克服了背景适应性差、阴影干扰和运动目标提取存在空洞的缺点,实现了智能化监控的要求。5.对本文的研究成果进行总结,并提出了需要进一步研究和改进的问题。
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