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《杭州电子科技大学》 2011年
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基于DSP/IP模块的林区火焰监控系统关键技术研究

黄可杰  
【摘要】:研究开发基于视频图像的嵌入式智能火焰检测设备对保护自然和生态资源、促进林业发展、维护林区的社会安定有着重要的现实意义。本文在浙江省重大科技专项——基于太阳能的森林火灾监测技术与系统研制项目的支持下,针对目前偏远林区电力、网络基础设施落后的现状,设计实现了一个以DSP/IP模块为核心,采用太阳能供电和无线网络传输的火焰监测系统,实现了林区火焰的实时监控和智能报警。本文主要工作及贡献包括以下几个方面: (1)系统的硬件模块集成及多线程调度实现 针对项目提出的视频压缩编码和视频火焰检测的设计要求,本文设计提出了采用硬件模块集成的方法,以DSP模块作为火焰检测系统调度控制核心,设计实现了基于DSP/BIOS多任务调度通信机制的火焰算法的实时在线检测和云台等终端的远程响应;同时,IP模块作为系统数据传输枢纽,其利用LINUX下的多线程调度通信机制,设计实现了视频图像的H.264压缩编码、无线网络传输及与DSP模块的信息交互。 (2)IP模块I/O重定向和无线网络通信的实现 本文采用基于文件共享的I/O重定向技术,克服了IP模块硬件串口资源不足的限制,从而改变了IP模块原RS232的控制台终端功能,实现了IP模块和DSP模块之间的串口通信。另外,为了克服监控中心无法获得无线路由公网IP地址的限制,本文改变了传统的C/S网络通信模式(即以监控中心主动连接远程监控设备的方式建立连接),以远程监控设备主动非阻塞连接监控中心的方式,实现了火焰检测系统无线网络通信的快速建立。 (3)基于混合颜色模型和并行HMM的智能火焰算法设计及DSP/BIOS下实现 林区早期火焰的准确及时检测是提高火灾监控系统预警能力的有效途径。本文针对林区开放环境下光照变化、风力大小和火焰颜色类似物等对火焰检测的影响,提出了一种基于混合颜色模型和并行HMM的在线火焰检测算法。本文的算法具有以下特点:1)混合颜色模型能够适应开放环境且抗光照影响;2)所提出的改进型Kalman Fliter(KF)运动检测与混合颜色模型结合实现了在线的疑似火焰区域检测;3)基于并行隐Markov模型(HMM)描述了火焰边缘的随机抖动现象,并结合蔓延率分析模型进一步剔除伪火物体的干扰,提高了检测的准确性。 通过现场调试和试验验证,本系统稳定可靠,有较高的实效性。本文提出的火焰检测算法在一定条件下能够准确快速的实现林区开放环境下火焰检测报警,其鲁棒性好,基本达到了预期效果。
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP277

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 秦文政;开放环境下基于视觉注意模型的烟雾检测技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
2 余光光;基于DM642/IPM0D和图像分析的林区火焰智能检测技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
3 李庆奇;开放环境下基于小波分析的烟雾检测技术研究[D];杭州电子科技大学;2012年
4 胡国锋;基于特征对比度的视觉注意和贝叶斯网络的林区火焰智能检测技术研究[D];杭州电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵阳;;基于图像处理的智能建筑中火灾探测技术研究[J];电脑知识与技术;2008年34期
2 陈大建;李飞翔;张紫浩;付欣;;卡尔曼滤波算法在目标跟踪系统建模中的应用[J];光电技术应用;2006年03期
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6 程鑫;王大川;尹东良;;图像型火灾火焰探测原理[J];火灾科学;2005年04期
7 吴龙标,宋卫国,卢结成;图象火灾监控中一个新颖的火灾判据[J];火灾科学;1997年02期
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9 周一君;马莉;;DSP/BIOS环境下视频图像火焰检测算法实现[J];机电工程;2009年12期
10 闫建强;马莉;;基于DSP/BIOS的视频监控系统多线程调度研究[J];机电工程;2010年09期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 刘娜微;[N];中国绿色时报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张理敬;森林火灾探测器关键技术研究[D];中国海洋大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 周一君;基于DM642的嵌入式林区火焰监控系统研究[D];杭州电子科技大学;2009年
2 高强;基于模糊神经网络火灾智能报警系统的研究[D];沈阳航空工业学院;2007年
3 刘浏;基于图像的火焰识别算法的研究[D];西华大学;2008年
4 高爱莲;基于视频的火焰检测方法研究[D];昆明理工大学;2008年
5 董墨;基于图像处理的火灾探测系统的研究[D];沈阳理工大学;2008年
6 陈东宾;基于视频图像的森林火灾监测[D];沈阳理工大学;2008年
7 鹿书恩;基于火焰识别的火灾识别判据研究[D];重庆大学;2009年
8 葛勇;基于视频的火灾检测方法研究及实现[D];湖南大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 沈诗林;陈礼涛;袁非牛;于春雨;乔利锋;张永明;;一种基于质心距脉动特征的火焰轮廓识别算法[J];安全与环境学报;2009年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 叶乐军;王强;;基于自适应边缘检测的大空间火灾目标监测技术[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
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9 王智为;;客票系统5.0版工作流系统的设计与实现[A];中国铁路客票发售和预订系统5.0版应用研讨会论文集[C];2006年
10 谢楼云;李继云;;视频图像中的运动目标检测研究及其应用[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 康锋;基于视觉特征的早期农林火灾检测方法的基础研究[D];浙江大学;2010年
2 张浩;视频运动人体行为识别与分类方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 侯杰;基于视频图像的高大空间建筑火灾探测研究[D];清华大学;2010年
4 王先锋;基于电极振动的电阻点焊质量监测方法与机理研究[D];上海交通大学;2011年
5 黄儒乐;基于视频图像的林火烟雾识别方法的研究[D];北京林业大学;2012年
6 安岳;基于数字视频的船舶火灾报警系统[D];大连海事大学;2012年
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8 李毅;基于PVM的研究任务迁移,C++对象分布并行及Capability实现[D];电子科技大学;2001年
9 姚峰英;语音增强系统的研究与实现[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王云;视频火灾安全监控系统在大空间建筑中的设计及应用[D];山东科技大学;2010年
2 饶裕平;基于视频的森林火灾识别方法研究[D];浙江农林大学;2010年
3 宋戈;火灾自动检测技术在无人值守变电站中的应用[D];沈阳理工大学;2010年
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10 马松;不可否认机制与时间戳服务系统研究[D];西安电子科技大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓彬;刘辉;连国云;陈静;;基于视频的烟雾检测[J];长沙大学学报;2007年05期
2 林宏;陈旭;强振平;;视频火灾自动预警中烟雾检测的研究[J];电脑编程技巧与维护;2009年12期
3 赵阳;;基于图像处理的智能建筑中火灾探测技术研究[J];电脑知识与技术;2008年34期
4 王磊;童子权;;基于图像处理技术的火焰检测算法研究[J];电子测量技术;2010年04期
5 于江波;陈后金;李居朋;;视觉选择注意机制模型及其应用[J];电子测量与仪器学报;2008年04期
6 夏文德;练秋生;;基于视频处理的烟雾检测快速算法[J];电子技术;2007年Z3期
7 王成儒,顾广华;一种采用背景统计技术的视频对象分割算法[J];光电工程;2004年08期
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9 陈大建;李飞翔;张紫浩;付欣;;卡尔曼滤波算法在目标跟踪系统建模中的应用[J];光电技术应用;2006年03期
10 吴洪森;卢涤非;陶永红;;基于火焰形状、面积的判别依据研究[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 康锋;基于视觉特征的早期农林火灾检测方法的基础研究[D];浙江大学;2010年
2 董立岩;贝叶斯网络应用基础研究[D];吉林大学;2007年
3 单列;视觉注意机制的若干关键技术及应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
4 王欢;运动目标检测与跟踪技术研究[D];南京理工大学;2009年
5 刘华文;基于信息熵的特征选择算法研究[D];吉林大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫建强;基于DM642和图像分析的林火烟雾检测系统研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 周一君;基于DM642的嵌入式林区火焰监控系统研究[D];杭州电子科技大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙立新;;火灾报警系统发展趋势[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年02期
2 宋勇,郝群,王涌天;电荷耦合器件积分时间对微型成像系统成像质量的影响[J];兵工学报;2003年03期
3 谢元礼,胡斌;浅谈GIS的发展历程与趋势[J];北京测绘;2001年01期
4 易继锴,张蔚蔚;模糊神经网络技术及其在火灾探测过程中的应用[J];北京工业大学学报;2001年03期
5 吕砚山,赵正琦;BP神经网络的优化及应用研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年01期
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1 闫厚;刘荣高;;基于MODIS遥感数据的森林火灾相关参数提取[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
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3 唐建华;段绵运;;浅析森林火灾的预防与扑救[A];2004中国科协学术年会第十一分会场论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王建卫;滤波器组设计与细分算法中的若干问题研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 沈海峰;图像通信与处理技术在林火监测中的应用研究[D];东北林业大学;2003年
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4 郭宇;自动消防灭火系统关键技术的研究[D];电子科技大学;2006年
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7 刘亮亮;基于视频监控的火灾图像识别研究[D];华北电力大学(北京);2007年
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