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灌区设施地理位置分散且用水管理复杂,传统方法靠人工现场监测不仅容易造成管理混乱,而且耗时耗力。图像采集与嵌入式技术在各领域被广泛应用,并且3G无线传输以其切换自如、实时在线、传输高速等优点在各行业被广泛应用。本文将嵌入式技术、图像采集与3G传输技术应用到灌区设施工作情况远程监测中,为灌区研制一套低成本、低功耗、传输速度高的基于3G网络的灌区图像采集与处理系统。主要研究内容如下:(1)根据灌区实际应用的性能要求和功能需求,构建系统框架图,将系统划分为下位机采集终端和上位机监控中心。下位机采集终端包括嵌入式核心控制器最小系统模块、图像采集模块、3G无线传输模块、太阳能供电系统模块、系统电源管理模块、供电电源电压测量模块和备份存储模块。上位机监控中心包括中心监控接收邮箱、邮箱管理上位机及本地数据库。(2)在下位机采集终端中:为了降低系统功耗,系统电源管理模块通过10位旋转拨码开关和ATtiny25单片机控制电源芯片MAX738启闭实现下位机定时间隔采集与数据发送。核心控制器采用ARM9微处理器S3C2440,并采用嵌入式Linux系统进行开发。图像采集模块采用嘉映微AVEO的图像处理芯片AV328C的UVC摄像头,利用嵌入式Linux中V4L2接口操作摄像头,采集图片文件名按“采集点编号+采集时间”格式命名。3G无线传输模块采用电信版酷翼A100。备份存储模块采用FAT32的U盘。太阳能供电系统模块中选择太阳能电池板容量为20W、蓄电池容量12V10AH。供电电源电压测量采用S3C2440内部AD和滑动变阻器进行测量以便了解蓄电池电量情况。(3)在上位机监控中心中:为了降低系统成本,采用网易邮箱作为中心监控接收邮箱,借助第三方服务器无需另外搭建服务器。邮箱管理上位机采用基于.NET平台的Visual C#开发,利用POP3协议定时自动连接邮箱服务器并登录监控邮箱实现邮件的收取、解析、图片存储本地硬盘等,并采用ADO.NET数据访问技术的SQL Server2008数据库保存采集数据信息及图片存储路径,方便管理人员分类查询各采集点信息。灌区内可分布多个采集终端节点,各个节点的数据都发送至中心监控接收邮箱中。本设计综合应用嵌入式Linux技术、3G无线传输技术、图像采集技术和数据库技术开发的远程监测系统具有成本低、功耗低、传输速度高、监控方便等优点,能够适用于测控点多且分散的大中型灌区,在灌区信息监测方面具有较高应用价值。