基于3G网络的灌区图像采集与处理系统开发
发布时间：2022-02-09 09:08
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AV...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统整体示意图
（1）可靠性：各个下位机采集终端工作在无人值守的野外条件下，要求下位机采集终端设备具有较高的工作可靠性。（2）功耗低：偏远采集点地区不易引入市电供电，采用太阳能供电系统供电，因此终端设备需要具有较低的功耗，尽量降低太阳能供电系统的功率，从而降低太阳能供电系统的成本。（3）易扩展性：下位机采集终端采用分布式系统结构，放置于需要采集的灌区设施监测点，当需要增加采集节点时，只需要将新的终端安置在预定监测点，需要减少或改变采集节点时，只需将该采集节点移除或移动至新位置即可，其他配套设施不需要变动。（4）高安全性：终端设备安装合理，安全可靠，避免造成灾害。2.2 系统结构构成在分析了系统的功能需求及性能特点之上，结合本文的研究目标，构建系统的整体结构图，如图 2-1 所示。
具有日历功能的 RTC； 8路10位 ADC 和触摸屏接口； 130个通用 I/O，24个外部中断源； 带 PLL 的片上时钟发生器； 电源控制：正常，慢速，空闲，睡眠模式；过观察上述功能特性，S3C2440A 完全满足本系统的需求特性。图像采集摄像头选型像头是很常见的一种图像采集设备，它最基本的功能就是完成图像的实时采由主控芯片（DSP）、镜头（LENS）和感光芯片（SENSOR）组成，其中 SEN做图像传感器。像头的工作原理大致为(张俊秀 2012)：景物通过 LENS 生成的光学图像投R 表面上，然后转为电信号，经过 A/D 转换后变为数字图像信号，再送到处理，再通过相应输入/输出接口形式传输到计算机中处理，通过显示器就可了。图 2-2 是摄像头的工作流程示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的灌区图像采集终端的研究[J]. 张卫华,马孝义. 农机化研究. 2013(04)
[2]基于无线通信平台监控系统主控和摄像头硬件设计简介[J]. 张俊秀. 电子世界. 2012(22)
[3]基于GPRS和ARM的农田图像采集系统[J]. 王杰,管涛. 农机化研究. 2012(10)
[4]基于Wi-Fi的远距离无线数据采集系统[J]. 吴世玉,曾强,赵娟,张志杰. 核电子学与探测技术. 2012(08)
[5]基于ARM田间无线图像嵌入式系统的研究[J]. 何丽丽,姜重然,徐建东. 农机化研究. 2012(08)
[6]通用农业环境信息监控系统ReGA网关设计[J]. 张海辉,朱江涛,吴华瑞,邓清海,马锦辉,季大祥. 农业工程学报. 2012(03)
[7]基于GPRS的灌区水资源监控系统设计与实现[J]. 潘峥嵘,张浩,朱翔,张宁. 计算机测量与控制. 2011(12)
[8]S3C2440A芯片及应用[J]. 张豪,杨春燕,汪筱阳. 电子设计工程. 2011(24)
[9]ZigBee技术浅析[J]. 徐丽萍. 南京工业职业技术学院学报. 2011(04)
[10]浅谈Zigbee技术[J]. 吴思俊. 信息与电脑(理论版). 2011(05)
硕士论文
[1]基于GPRS的远程数据传输系统[D]. 肖巍.太原科技大学 2012
[2]基于Android的灌区管理信息系统研究[D]. 赵九洲.郑州大学 2012
[3]基于ARM的灌区用水过程图像采集与无线传输终端研究[D]. 符少华.西北农林科技大学 2012
[4]灌区OAS中邮件系统的设计和实现[D]. 王光亮.华中科技大学 2012
[5]基于嵌入式Linux的图像采集与视频监视系统的设计[D]. 童肇哲.杭州电子科技大学 2012
[6]基于CAN总线的灌区气象数据采集处理系统[D]. 许燕.西北农林科技大学 2011
[7]基于STM32的高速大容量数据采集存储系统设计[D]. 丁珍红.上海交通大学 2011
[8]灌区信息监测与优化调度系统研究[D]. 任洪艺.西北农林科技大学 2010
[9]灌区用水管理图像采集与传输系统研究[D]. 陈江华.西北农林科技大学 2010
[10]基于RS和GIS的灌区需水量预报系统的研发[D]. 王明新.西北农林科技大学 2010
本文编号：3616743
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统整体示意图
（1）可靠性：各个下位机采集终端工作在无人值守的野外条件下，要求下位机采集终端设备具有较高的工作可靠性。（2）功耗低：偏远采集点地区不易引入市电供电，采用太阳能供电系统供电，因此终端设备需要具有较低的功耗，尽量降低太阳能供电系统的功率，从而降低太阳能供电系统的成本。（3）易扩展性：下位机采集终端采用分布式系统结构，放置于需要采集的灌区设施监测点，当需要增加采集节点时，只需要将新的终端安置在预定监测点，需要减少或改变采集节点时，只需将该采集节点移除或移动至新位置即可，其他配套设施不需要变动。（4）高安全性：终端设备安装合理，安全可靠，避免造成灾害。2.2 系统结构构成在分析了系统的功能需求及性能特点之上，结合本文的研究目标，构建系统的整体结构图，如图 2-1 所示。
具有日历功能的 RTC； 8路10位 ADC 和触摸屏接口； 130个通用 I/O，24个外部中断源； 带 PLL 的片上时钟发生器； 电源控制：正常，慢速，空闲，睡眠模式；过观察上述功能特性，S3C2440A 完全满足本系统的需求特性。图像采集摄像头选型像头是很常见的一种图像采集设备，它最基本的功能就是完成图像的实时采由主控芯片（DSP）、镜头（LENS）和感光芯片（SENSOR）组成，其中 SEN做图像传感器。像头的工作原理大致为(张俊秀 2012)：景物通过 LENS 生成的光学图像投R 表面上，然后转为电信号，经过 A/D 转换后变为数字图像信号，再送到处理，再通过相应输入/输出接口形式传输到计算机中处理，通过显示器就可了。图 2-2 是摄像头的工作流程示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的灌区图像采集终端的研究[J]. 张卫华,马孝义. 农机化研究. 2013(04)
[2]基于无线通信平台监控系统主控和摄像头硬件设计简介[J]. 张俊秀. 电子世界. 2012(22)
[3]基于GPRS和ARM的农田图像采集系统[J]. 王杰,管涛. 农机化研究. 2012(10)
[4]基于Wi-Fi的远距离无线数据采集系统[J]. 吴世玉,曾强,赵娟,张志杰. 核电子学与探测技术. 2012(08)
[5]基于ARM田间无线图像嵌入式系统的研究[J]. 何丽丽,姜重然,徐建东. 农机化研究. 2012(08)
[6]通用农业环境信息监控系统ReGA网关设计[J]. 张海辉,朱江涛,吴华瑞,邓清海,马锦辉,季大祥. 农业工程学报. 2012(03)
[7]基于GPRS的灌区水资源监控系统设计与实现[J]. 潘峥嵘,张浩,朱翔,张宁. 计算机测量与控制. 2011(12)
[8]S3C2440A芯片及应用[J]. 张豪,杨春燕,汪筱阳. 电子设计工程. 2011(24)
[9]ZigBee技术浅析[J]. 徐丽萍. 南京工业职业技术学院学报. 2011(04)
[10]浅谈Zigbee技术[J]. 吴思俊. 信息与电脑(理论版). 2011(05)
硕士论文
[1]基于GPRS的远程数据传输系统[D]. 肖巍.太原科技大学 2012
[2]基于Android的灌区管理信息系统研究[D]. 赵九洲.郑州大学 2012
[3]基于ARM的灌区用水过程图像采集与无线传输终端研究[D]. 符少华.西北农林科技大学 2012
[4]灌区OAS中邮件系统的设计和实现[D]. 王光亮.华中科技大学 2012
[5]基于嵌入式Linux的图像采集与视频监视系统的设计[D]. 童肇哲.杭州电子科技大学 2012
[6]基于CAN总线的灌区气象数据采集处理系统[D]. 许燕.西北农林科技大学 2011
[7]基于STM32的高速大容量数据采集存储系统设计[D]. 丁珍红.上海交通大学 2011
[8]灌区信息监测与优化调度系统研究[D]. 任洪艺.西北农林科技大学 2010
[9]灌区用水管理图像采集与传输系统研究[D]. 陈江华.西北农林科技大学 2010
[10]基于RS和GIS的灌区需水量预报系统的研发[D]. 王明新.西北农林科技大学 2010
本文编号：3616743
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