基于图像识别的水库水位自动监测仪研发

发布时间：2023-05-08 03:47

　　水库水位监测是水利部门重要的工作,水库水位变化的实时监测对于人们的生产生活有重要意义。随着图像处理技术的日趋成熟,在环境监测中也将图像、视频监控技术作为重要的监测手段。水库水位监测常采用人工的方式或者传统的水位传感器测量,人工监测方式费时费力,并且在恶劣天气的情况下难以实时监控。图像识别技术的发展将更好的服务于水位监测。基于上述情况,本文研制了一种基于图像识别的水库水位自动监测仪。结合单片机技术,利用摄像头对水库中的水位尺图像进行拍摄,运用图像处理技术对拍摄到的水位尺图像进行识别。水位尺采用新型的二维码标识的结构。水位监测仪外壳为自行设计的机械结构,使用两个推拉式电磁铁实现壳体自动地开关,满足水位监测仪在外界使用时防水防尘的要求。采用STM32F407作为主控芯片进行水库水位的自动监测。图像采集部分主要由STM32F407ZGT6、OV5640摄像头构成,该部分负责对新型的二维码标识的水位尺图像进行采集,摄像头通过DCMI接口与STM32F407单片机相连。水位监测仪由lm2595-5.0和lm2596-3.3等构成稳压电路,将外部电源模块输入的24V电压转为5V和3.3V,可以由太阳...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 水库水位监测仪国内外研究现状
        1.2.1 水位检测方式现状
        1.2.2 基于图像识别的水位监测现状
    1.3 课题研究主要内容
    1.4 论文内容组织
第二章 基于图像识别的水库水位自动监测仪的总体设计
    2.1 水位监测仪的系统设计要求
    2.2 水库水位自动监测仪总体结构
        2.2.1 二维码标识水位尺的设计
        2.2.2 监测仪外部壳体结构设计
    2.3 监测仪水位信息获取方案设计
    2.4 监测仪硬件方案设计及元器件选型
    2.5 监测仪软件方案设计
    2.6 本章小结
第三章 水库水位自动监测仪的硬件设计
    3.1 控制核心
        3.1.1 微控制器
        3.1.2 微控制器最小系统
    3.2 稳压电路
    3.3 摄像头模块电路
    3.4 数据存储电路
    3.5 GPRS通信电路
    3.6 推拉式电磁铁控制电路
    3.7 SD卡接口电路
    3.8 按键控制部分
    3.9 雨滴传感器部分
    3.10 水库水位自动监测仪实物图
    3.11 本章小结
第四章 水库水位自动监测仪的软件部分设计
    4.1 软件开发环境
    4.2 摄像头驱动程序设计
    4.3 SD卡驱动程序设计
    4.4 雨滴传感器程序设计
    4.5 水库水位自动监测仪图像识别算法
        4.5.1 二维码标识水位尺图像灰度处理
        4.5.2 二维码标识水位尺图像滤波处理
        4.5.3 二维码标识水位尺图像二值化处理
        4.5.4 二值化图像的形态学处理
        4.5.5 特征图像的提取
        4.5.6 水库水位信息获取
    4.6 GPRS通讯模块程序设计
    4.7 本章小结
第五章 水库水位自动监测仪的调试过程及结果分析
    5.1 水库水位自动监测仪的图像采集及处理过程
    5.2 水库水位自动监测仪的实验结果
    5.3 实验结果的误差分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3811923