消防警用多功能移动终端的设计与实现

论文摘要

在消防警用中，红外热像仪可以迅速有效地发现暗火，从而防止火灾的发生。按照消防管理条例，每辆出警的消防车都要至少配备一台红外热像仪。本论文在红外热像仪的基础上，添加各种消防警用的功能，使得红外热像仪从一台功能单一的红外热图像的显示设备变成一台消防警用多功能移动终端。本论文研制的消防警用多功能移动终端主要由如下几个部分组成：（1）本论文研制的消防警用多功能移动终端集成了红外热像仪和数码摄像机两种功能,可以同时接入红外摄像头和可见光摄像头，实现红外图像和可见光图像的融合显示。红外热像仪是消防警用多功能移动终端的基本功能，没有红外热像仪，就无所谓消防了。数码摄像机可用于火灾现场的调查取证，指挥中心还可以通过移动互联网和数码摄像机实时观察火灾现场的状况。由于红外摄像头和可见光摄像头的视角不同、取景宽度不同，因此红外图像和可见光图像需要先进行配准后才能融合。红外图像和可见光图像的配准融合显示功能使得消防警用多功能移动终端能够应用于更复杂的消防安全应用环境。（2）作为一个移动终端，电池是设备的唯一能源。为了尽量延长电池充电后的供电时间，移动终端各部分的能耗必须尽量降低。智能计算需要大量密集的计算，能耗比较高，而ARM嵌入式处理器的能耗比X86结构的CPU的能耗小，在Linux操作系统上运行应用程序也比在Android操作系统上运行应用程序消耗较小的能量，而且Linux操作系统实时性好，执行效率比较高，能比较好的完成复杂的图像处理计算，因此本论文采用ARM11嵌入式处理器和Linux操作系统作为本论文研制的消防警用多功能移动终端的智能计算平台，并在这个平台上实现了实验室具有自主知识产权的红外热图像和可见光图像的配准融合智能计算的算法。（3）为了尽量扩展设备的功能，本论文在智能计算平台之外，还构建了基于cotex-A8芯片、Andoid操作系统和电容控制屏的显示控制平台。显示控制平台是整个设备多功能的重要保证，它使得整个设备成为一个双CPU的开放的设备，用户可以根据需要在该平台上加载各种Android的应用。本论文在这个显示控制平台上加载了CDMA、WIFI等通信模块，使得火灾现场和指挥中心能够通过移动互联网实时互通各种信息；加载了GPS模块，使得指挥中心能够对出警的消防车实时定位，并根据路面交通的拥堵状况为出警的消防车制定到达火灾现场最快的路线；加载了视频监控的模块，使得指挥中心能够通过移动互联网和移动终端的数码摄像机的摄像头实时观察火灾现场的状况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 红外热成像技术发展历史与研究意义
• 1.3 红外热成像技术实现难点
• 1.4 本文主要工作
• 1.5 本文内容结构概述
• 第2章 消防警用多功能移动终端硬件平台的设计与实现
• 2.1 消防警用多功能移动终端硬件平台总体设计
• 2.2 视频采集系统硬件平台设计
• 2.3 智能计算系统硬件平台设计
• 2.4 多功能应用系统硬件平台设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 消防警用多功能移动终端智能计算系统的设计与实现
• 3.1 搭建 LINUX 编译环境
• 3.2 编译 LINUX 嵌入式系统
• 3.3 模拟视频输入和输出的实现
• 3.4 智能计算的实现
• 3.5 红外图像和可见光图像的配准和融合
• 3.6 本章小结
• 第4章 消防警用多功能移动终端多功能的设计与实现
• 4.1 安卓操作系统架构
• 4.2 安卓操作系统移植
• 4.3 安卓系统下的电容触摸屏驱动开发
• 4.4 安卓系统下的视频采集功能实现
• 4.5 红外热成像图形接口的实现
• 4.6 视频监控功能的实现
• 4.7 卫星定位追踪功能的实现
• 4.8 卫星地图查询功能的实现
• 4.9 消防警用多功能移动终端集成多功能
• 4.10 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 研究成果
• 5.2 将来的工作
• 参考文献
• 附录
• 致谢