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基于机器视觉的矿用水位监测系统的设计

发布时间:2018-04-23 01:02

  本文选题:水位测量 + 监测系统 ; 参考:《山东科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:我国是煤炭产业大国,同时也深受煤矿水害的威胁。现阶段,我国煤矿水灾事故仍有发生,煤矿地下水位上升和顶板断层水带破裂是导致水害的主要因素。常规的水位监测系统无法直接观测到水位测量现场的工作情况,也无法根据实际水情来迅速判断各种仪器的工作状态。随着科学技术的不断进步,建立一套安全规范的可视化水位监测系统,对煤矿安全生产的意义十分重大。本文基于机器视觉技术设计了一种新型的矿用水位监测系统。该系统首先通过图像采集器采集井下实时水位图像,然后经过主控芯片对水位图像的处理后得到水位数据,最后将采集得到的水位数据通过以太网传输到计算机中。计算机能够及时的记录水位数据并形成水位曲线,实现了对煤矿井下水位的实时监测。若是有异常情况发生,监测人员还可以通过发送指令上传图片或者打开视频监控来实时观测水位测量现场。该系统为监测人员实时了解水位数据和水位现场提供了第一手的资料,对煤矿水位的监测具有重要的意义。文中首先分析了现有的水位监测方案和研究现状,并对矿用水位测量系统的未来发展趋势做出了预测。通过比较不同的水位测量方案的优缺点后,提出了一种基于图像处理的水位测量方案。根据煤矿井下的现场特点,对系统的整体结构进行分析和设计,并针对系统各部分的功能设计了相应的硬件电路。然后对监测系统的主流程进行了介绍,并根据系统各部分协调工作要求,设计了系统各子部分的工作流程。最后通过利用图像处理的数学算法对图像进行相应的处理,并通过实验测试,验证了此方案的可行性。
[Abstract]:China is a large country of coal industry, but also by the threat of coal mine water damage. At present, flood accidents still occur in coal mines in China. The rise of underground water level in coal mines and the rupture of roof fault water belts are the main factors leading to water damage. The conventional water level monitoring system can not directly observe the working condition of the water level measurement field, nor can it quickly judge the working state of various instruments according to the actual water level. With the development of science and technology, it is very important to establish a visual water level monitoring system for coal mine safety. A new mine water level monitoring system based on machine vision technology is designed in this paper. The system firstly collects the real-time water level image through the image collector, then obtains the water level data after processing the water level image by the main control chip. Finally, the collected water level data is transmitted to the computer via Ethernet. The computer can record the water level data and form the water level curve in time and realize the real-time monitoring of the underground water level. If an anomaly occurs, the monitor can also send instructions to upload pictures or turn on video surveillance to monitor the scene of water level measurements in real time. The system provides first-hand information for the monitors to understand the water level data and the water level field in real time, and is of great significance to the monitoring of the water level in coal mines. In this paper, the existing water level monitoring scheme and research status are analyzed, and the future development trend of mine water level measurement system is forecasted. After comparing the advantages and disadvantages of different water level measurement schemes, a water level measurement scheme based on image processing is proposed. According to the characteristics of underground coal mine, the whole structure of the system is analyzed and designed, and the corresponding hardware circuit is designed according to the functions of each part of the system. Then the main process of the monitoring system is introduced, and the work flow of each sub-part of the system is designed according to the requirement of coordinating the work of each part of the system. Finally, by using the mathematical algorithm of image processing to process the image, the feasibility of the scheme is verified by experimental test.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD74;TP391.41

【参考文献】

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本文编号:1789725

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