灌區(qū)設(shè)施地理位置分散且用水管理復(fù)雜，傳統(tǒng)方法靠人工現(xiàn)場監(jiān)測不僅容易造成管理混亂，而且耗時耗力。圖像采集與嵌入式技術(shù)在各領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且3G無線傳輸以其切換自如、實時在線、傳輸高速等優(yōu)點在各行業(yè)被廣泛應(yīng)用。本文將嵌入式技術(shù)、圖像采集與3G傳輸技術(shù)應(yīng)用到灌區(qū)設(shè)施工作情況遠程監(jiān)測中，為灌區(qū)研制一套低成本、低功耗、傳輸速度高的基于3G網(wǎng)絡(luò)的灌區(qū)圖像采集與處理系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下：（1）根據(jù)灌區(qū)實際應(yīng)用的性能要求和功能需求，構(gòu)建系統(tǒng)框架圖，將系統(tǒng)劃分為下位機采集終端和上位機監(jiān)控中心。下位機采集終端包括嵌入式核心控制器最小系統(tǒng)模塊、圖像采集模塊、3G無線傳輸模塊、太陽能供電系統(tǒng)模塊、系統(tǒng)電源管理模塊、供電電源電壓測量模塊和備份存儲模塊。上位機監(jiān)控中心包括中心監(jiān)控接收郵箱、郵箱管理上位機及本地數(shù)據(jù)庫。（2）在下位機采集終端中：為了降低系統(tǒng)功耗，系統(tǒng)電源管理模塊通過10位旋轉(zhuǎn)撥碼開關(guān)和ATtiny25單片機控制電源芯片MAX738啟閉實現(xiàn)下位機定時間隔采集與數(shù)據(jù)發(fā)送。核心控制器采用ARM9微處理器S3C2440，并采用嵌入式Linux系統(tǒng)進行開發(fā)。圖像采集模塊采用嘉映微AVEO的圖像處理芯片AV... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)整體示意圖

（1）可靠性：各個下位機采集終端工作在無人值守的野外條件下，要求下位機采集終端設(shè)備具有較高的工作可靠性。（2）功耗低：偏遠采集點地區(qū)不易引入市電供電，采用太陽能供電系統(tǒng)供電，因此終端設(shè)備需要具有較低的功耗，盡量降低太陽能供電系統(tǒng)的功率，從而降低太陽能供電系統(tǒng)的成本。（3）易擴展性：下位機采集終端采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，放置于需要采集的灌區(qū)設(shè)施監(jiān)測點，當需要增加采集節(jié)點時，只需要將新的終端安置在預(yù)定監(jiān)測點，需要減少或改變采集節(jié)點時，只需將該采集節(jié)點移除或移動至新位置即可，其他配套設(shè)施不需要變動。（4）高安全性：終端設(shè)備安裝合理，安全可靠，避免造成災(zāi)害。2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成在分析了系統(tǒng)的功能需求及性能特點之上，結(jié)合本文的研究目標，構(gòu)建系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，如圖 2-1 所示。

具有日歷功能的 RTC； 8路10位 ADC 和觸摸屏接口； 130個通用 I/O，24個外部中斷源； 帶 PLL 的片上時鐘發(fā)生器； 電源控制：正常，慢速，空閑，睡眠模式；過觀察上述功能特性，S3C2440A 完全滿足本系統(tǒng)的需求特性。圖像采集攝像頭選型像頭是很常見的一種圖像采集設(shè)備，它最基本的功能就是完成圖像的實時采由主控芯片（DSP）、鏡頭（LENS）和感光芯片（SENSOR）組成，其中 SEN做圖像傳感器。像頭的工作原理大致為(張俊秀 2012)：景物通過 LENS 生成的光學圖像投R 表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到處理，再通過相應(yīng)輸入/輸出接口形式傳輸?shù)接嬎銠C中處理，通過顯示器就可了。圖 2-2 是攝像頭的工作流程示意圖。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于STM32的灌區(qū)圖像采集終端的研究[J]. 張衛(wèi)華,馬孝義.  農(nóng)機化研究. 2013(04)
[2]基于無線通信平臺監(jiān)控系統(tǒng)主控和攝像頭硬件設(shè)計簡介[J]. 張俊秀.  電子世界. 2012(22)
[3]基于GPRS和ARM的農(nóng)田圖像采集系統(tǒng)[J]. 王杰,管濤.  農(nóng)機化研究. 2012(10)
[4]基于Wi-Fi的遠距離無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 吳世玉,曾強,趙娟,張志杰.  核電子學與探測技術(shù). 2012(08)
[5]基于ARM田間無線圖像嵌入式系統(tǒng)的研究[J]. 何麗麗,姜重然,徐建東.  農(nóng)機化研究. 2012(08)
[6]通用農(nóng)業(yè)環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)ReGA網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J]. 張海輝,朱江濤,吳華瑞,鄧清海,馬錦輝,季大祥.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(03)
[7]基于GPRS的灌區(qū)水資源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 潘崢嶸,張浩,朱翔,張寧.  計算機測量與控制. 2011(12)
[8]S3C2440A芯片及應(yīng)用[J]. 張豪,楊春燕,汪筱陽.  電子設(shè)計工程. 2011(24)
[9]ZigBee技術(shù)淺析[J]. 徐麗萍.  南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報. 2011(04)
[10]淺談Zigbee技術(shù)[J]. 吳思俊.  信息與電腦(理論版). 2011(05)

碩士論文
[1]基于GPRS的遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[D]. 肖巍.太原科技大學 2012
[2]基于Android的灌區(qū)管理信息系統(tǒng)研究[D]. 趙九洲.鄭州大學 2012
[3]基于ARM的灌區(qū)用水過程圖像采集與無線傳輸終端研究[D]. 符少華.西北農(nóng)林科技大學 2012
[4]灌區(qū)OAS中郵件系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D]. 王光亮.華中科技大學 2012
[5]基于嵌入式Linux的圖像采集與視頻監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 童肇哲.杭州電子科技大學 2012
[6]基于CAN總線的灌區(qū)氣象數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)[D]. 許燕.西北農(nóng)林科技大學 2011
[7]基于STM32的高速大容量數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)設(shè)計[D]. 丁珍紅.上海交通大學 2011
[8]灌區(qū)信息監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)研究[D]. 任洪藝.西北農(nóng)林科技大學 2010
[9]灌區(qū)用水管理圖像采集與傳輸系統(tǒng)研究[D]. 陳江華.西北農(nóng)林科技大學 2010
[10]基于RS和GIS的灌區(qū)需水量預(yù)報系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 王明新.西北農(nóng)林科技大學 2010



本文編號：3616743