嵌入式烟雾识别林火检测装置的设计

【摘要】：森林火灾的发生给我国丰富的森林资源带来了严重威胁。随着嵌入式技术和图像处理技术的日益发展,如何利用新的森林火灾检测技术来代替人工巡逻、瞭望塔监测等传统而低效的林火检测手段已成为了当前的研究热点。在此背景下本文设计并实现了一款集视频图像采集、烟雾识别、图像压缩和网络传输于一体的嵌入式烟雾识别林火检测装置。本文的主要研究工作如下:(1)嵌入式烟雾识别林火检测装置总体设计。首先,对整个嵌入式林火检测系统的总体结构进行了叙述,并给出了本文所设计的林火检测装置的具体功能需求。其次,对检测装置的硬件和软件总体结构进行了设计,并对检测装置的工作原理和流程进行了说明。(2)设计并实现了林火检测装置的硬件平台。对林火检测装置硬件平台的各模块进行了详细的设计,主要包括视频采集模块、主控模块、视频输出模块、网络传输模块。其中视频采集模块采用具备远距离拍摄功能的图像传感器机芯来实现对视频图像的采集;主控模块采用华为海思的Hi3519V101处理器,主要用于实现对各硬件模块的控制,并对摄像头采集到的视频图像进行实时编码处理和烟雾识别;视频输出模块负责对烟雾识别结果进行实时显示;网络模块负责嵌入式硬件平台与监控中心之间的通信,并将经过压缩处理的视频流进行网络传输。(3)设计并实现了嵌入式烟雾识别林火检测装置的软件平台。在Linux嵌入式操作系统中,利用V4L2视频采集技术、基于Open CV的烟雾识别算法、H.264压缩编码协议以及TCP网络传输协议完成了林火检测装置软件的设计,并在硬件平台的基础上实现了林火检测装置具体的功能要求。最后,对林火检测装置的功能进行了测试。测试结果表明:本文所设计的林火检测装置的各功能模块均可正常工作。该装置可对视频监控区域的烟雾信息进行识别,并将采集到的视频数据实时传输到PC端,满足本课题的既定要求。