【摘要】：長期以來,由于油井分布廣泛且數(shù)量眾多,野外數(shù)量占多數(shù),使得盜竊者有機(jī)可趁,給油田行業(yè)造成了巨大損失。為了對油田現(xiàn)場進(jìn)行安全防范,制止盜竊者對原油和設(shè)備的偷盜是急需解決的問題。課題根據(jù)天津大港油田原油主要被盜情況,給出了一種新型防盜監(jiān)控系統(tǒng)以滿足油田的迫切需要。因此,在監(jiān)控報警方面,系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器作為前端報警觸發(fā)單元,結(jié)合攝像頭進(jìn)行視頻圖像拍攝監(jiān)控。在無報警觸發(fā)時,不進(jìn)行圖像采集與傳輸,節(jié)省了通信費(fèi)用。現(xiàn)場采用報警觸發(fā)與視頻采集相結(jié)合的方式進(jìn)行監(jiān)控,在上位機(jī)軟件部分,對采集的圖像進(jìn)行處理,采用基于遺傳算法的人臉檢測方法可以較好的實現(xiàn)人臉檢測功能,當(dāng)檢測出有人臉時進(jìn)行報警,并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將警情信號發(fā)送至安保人員手機(jī),達(dá)到報警的實時性。在研究過程中,主要對現(xiàn)場終端監(jiān)控單元的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計,實現(xiàn)了對現(xiàn)場報警觸發(fā)單元的控制、對攝像頭采集的控制、現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、采集數(shù)據(jù)的發(fā)送以及通訊規(guī)約的介紹;在后臺監(jiān)控軟件部分,實現(xiàn)了圖像的采集并將基于遺傳算法的人臉檢測方法應(yīng)用與圖像處理中,對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并做展示,能將后臺接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并導(dǎo)出。設(shè)計一種安全可靠有效的油田防盜監(jiān)控系統(tǒng),對油田的安全生產(chǎn)具有重大的意義和實踐價值,而且為無人值守項目的系統(tǒng)開發(fā)提供了可借鑒的經(jīng)驗,加之后續(xù)中對圖像檢測算法的詳細(xì)研究,相信其發(fā)展前景極具廣闊。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE48
【圖文】：

圖 1 系統(tǒng)的整體實現(xiàn)方案圖Fig.1 The overall implementation plan of the system系統(tǒng)的具體功能如下所示：前端監(jiān)控單元為報警前端，在抽油機(jī)井口安放。巡警維護(hù)人員可以通過遙控器現(xiàn)場設(shè)置是否為監(jiān)控狀態(tài)。正常工作時，系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場信息的采集，通過對采集信息進(jìn)行上傳經(jīng)后臺處理，檢測是否有人非法入侵、機(jī)械是否有運(yùn)行故障和破壞；實時通過紅外監(jiān)測是否有人入侵，當(dāng)有人入侵時觸發(fā)報警狀態(tài)，開始采集現(xiàn)場頻圖像，最后將采集的這些圖像通過后臺處理，如確定為異常信號，則將異常信發(fā)送至相關(guān)人員手機(jī)。后臺監(jiān)控中心主要有計算機(jī)、GPRS 收發(fā)模塊、監(jiān)控軟件成。前端監(jiān)控單元采集的數(shù)據(jù)信息通過 GPRS 上傳至后臺監(jiān)控中心。監(jiān)控中心可現(xiàn)場采集的信息進(jìn)行分析處理，進(jìn)而了解油井的生產(chǎn)狀態(tài)，方便相關(guān)油田研究人對油田的生產(chǎn)提出有效建議；也可設(shè)置現(xiàn)場的一些相關(guān)儀表參數(shù)、布防與撤防狀等。

圖 2 現(xiàn)場監(jiān)控終端框圖Fig.2 The block diagram of scene terminal monitoring從現(xiàn)場監(jiān)控單元的結(jié)構(gòu)框圖可知，包括人機(jī)交互單元、人體紅外感應(yīng)態(tài)采集單元、圖像采集單元、看門狗電路、供電系統(tǒng)等主要部分組M 單片機(jī)系統(tǒng)作為核心來控制和監(jiān)控前端的實時情況，作為前端的控用較大的 FLASH 空間來確保程序和數(shù)據(jù)的存儲；通過熱釋電紅外傳是否有人入侵，由單片機(jī)控制攝像頭對現(xiàn)場進(jìn)行視頻圖像定時采集并控中心，由上位機(jī)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，采用基于遺傳算法的人圖像進(jìn)行分析計算；若有警情，觸發(fā)報警電路來感應(yīng)現(xiàn)場的情況，及場事故進(jìn)行處理，并將異常報警信息通過短信通知安保人員；通過人對現(xiàn)場布防和撤防狀態(tài)的設(shè)置。此外，由于現(xiàn)場儀表可能來自不同采用的通訊方式或通信協(xié)議可能會有不同，為了兼容外部不同的設(shè)備了開關(guān)量和模擬量 IO 口，以備后續(xù)拓展使用。

圖 3 微處理單元電路圖Fig.3 The microprocessor unit circuit diagram3.2.2 報警觸發(fā)單元報警觸發(fā)單元主要負(fù)責(zé)實時對現(xiàn)場周圍進(jìn)行監(jiān)測，檢測是否有外人入侵。當(dāng)有身份不明人員時，觸發(fā)報警狀態(tài)，通過單片機(jī)控制攝像頭進(jìn)行視頻圖像定時采集并通過 GPRS 網(wǎng)絡(luò)上傳至后臺監(jiān)控中心，其作為前端監(jiān)控終端的重要組成部分，需要對人體輻射的紅外進(jìn)行探測[32,33]。對于現(xiàn)場來說，其警界范圍是一個封閉的周界區(qū)域，在其一定范圍內(nèi)監(jiān)測是否有人入侵，普通人體會發(fā)射 10um 左右的特定波長紅外線，這種特點(diǎn)波長的紅外線對特殊的傳感器非常敏感。當(dāng)傳感器檢測到這種紅外線時，由物理效應(yīng)釋放出一定量的電荷，釋放的電荷經(jīng)過設(shè)計的電路處理之后能產(chǎn)生一種單片機(jī)可以檢測到的信號，通過單片機(jī)對這種特殊信號的實時監(jiān)測域及時處理來對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控。這種專門的傳感器是針對特定波長設(shè)計的，對其他波長的波不敏感，幾乎不會觸發(fā)電路。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張銀寶;黎玲;貝紅偉;曹亞軍;張濤;;無人值守集氣站安防系統(tǒng)集成研究[J];化工管理;2014年17期

2 顧若男;魏康;李芳;;基于熱釋電紅外的草坪保護(hù)系統(tǒng)[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2013年08期

3 趙敏華;;淺析智能圍欄的社會應(yīng)用價值[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2012年27期

4 張志元;于立平;李立剛;;GPRS通信技術(shù)[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2011年06期

5 張君昌;張譯;;基于自適應(yīng)權(quán)重更新和遺傳算法的人臉檢測[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年02期

6 陳飛;;無線數(shù)據(jù)采集在環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用[J];電腦知識與技術(shù);2008年35期

7 孔凡國;伍康敏;;基于熱釋電探測器的多點(diǎn)監(jiān)測防盜系統(tǒng)設(shè)計[J];測控技術(shù);2006年07期

8 田鋒,王權(quán);數(shù)字油田研究與建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];油氣田地面工程;2004年11期

9 王根潮,王慶如,朱建華;抽油機(jī)井實時遠(yuǎn)程遙測技術(shù)[J];油氣井測試;2004年01期

10 王高,周漢昌;CMOS圖像傳感器的商業(yè)化發(fā)展[J];傳感器世界;2004年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姚萱萱;基于無線網(wǎng)絡(luò)的油田注水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];西安石油大學(xué);2013年

2 李思;基于Adaboost的人臉檢測技術(shù)研究[D];中南民族大學(xué);2013年

3 何飛;井場實時監(jiān)視監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用研究[D];西安石油大學(xué);2012年

4 李原;基于Web的遠(yuǎn)程油田監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)[D];西安石油大學(xué);2012年

5 鄭敏;基于GPRS的探井生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];西安石油大學(xué);2011年

6 胡振國;基于ARM的嵌入式軟硬件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2010年

7 梁光清;基于被動式紅外探測器的人體識別技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2009年

8 姚昕;基于GSM的油井監(jiān)控系統(tǒng)[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

9 徐慶;一種基于改進(jìn)YUV的人臉檢測方法[D];湘潭大學(xué);2008年

10 曹永輝;視頻序列中的人臉檢測與跟蹤[D];電子科技大學(xué);2008年

本文編號：2802898