煤矿视频监控系统研究与实现

论文摘要

煤炭,从古至今均是支持我国国民经济发展的主要能源。但是煤炭工业的生产安全状况却不是十分乐观,尤其在中小型煤矿中。这种状况不仅威胁到整个煤炭工业的稳定生产,也威胁到人民的生命和国家的财产安全。本文从监管的角度出发,开发了煤矿视频监控系统,目的是实现矿井安全监控系统与矿井安全监管计算机网络系统的相互联结,使获得的安全监控信息能实时地传输到监控网络中心,各工作站可以根据权限查询到各个煤矿的实时安全监测信息。系统总控计算机从煤矿瓦斯采集计算机的数据库取得目前瓦斯浓度数据,通过分析得出瓦斯浓度是否异常,如果异常,驱动报警装置,驱动抽风送风控制板和供电线路控制板,同时告知煤矿入口视频监控微机,启动视频监控,并将监控数据通过Internet传到网络监控中心备案。煤矿入口视频监控微机的主要任务就是对煤矿入口是否有人进入矿井进行信息处理。论文首先介绍了煤矿视频监控的发展概况、现状。然后通过与理论技术的结合及实际应用的需求,进行了煤矿视频监控系统的总体方案设计。给出了煤矿视频监控系统的总控拓扑结构图。最后结合软件开发的界面,介绍了煤矿视频监控系统软件系统的开发过程,包括软件系统的编程思想,软件系统的结构等。重点详细地阐述了采用图像识别技术对矿井入口是否有人员进入的检测过程,并给出了核心部分的程序设计。最后,作者对该课题的后续工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究背景及实际意义
• 1.2 关于瓦斯气体及检测手段
• 1.3 煤矿视频监控系统的发展概况
• 1.4 本文的主要研究内容及章节安排
• 第二章 数字视频监控图像处理的理论基础
• 2.1 数字图像简介
• 2.2 图像增强
• 2.2.1 图像平滑
• 2.2.2 低通滤波
• 2.2.3 灰度变换修整法
• 2.2.4 直方图修整法
• 2.2.5 中值滤波
• 2.2.6 图像锐化
• 2.3 边缘检测与图像分析
• 2.3.1 边缘检测
• 2.3.2 轮廓提取与跟踪
• 2.4 图像分割
• 2.4.1 基于幅度的阈值分割法
• 2.4.2 基于区域的图像分割法
• 2.5 图像的匹配
• 2.6 常用图像数据存储格式
• 2.6.1 BMP图像文件格式
• 2.6.2 位图文件头
• 2.6.3 位图信息头
• 2.6.4 颜色表
• 2.6.5 实际的数据位图
• 2.6.6 GIF图像格式
• 2.6.7 JPEG文件格式
• 2.7 人头像识别技术概述
• 2.8 基于皮肤颜色信息的人头像分割
• 2.9 本章小结
• 第三章 煤矿视频监控系统的需求分析和总体设计
• 3.1 系统的需求分析
• 3.2 瓦斯监控的设计与实现
• 3.2.1 煤矿视频监控系统总控拓扑图
• 3.2.2 硬件器件选择
• 3.2.3 单片机AT89S51
• 3.2.4 泵站控制电路
• 3.2.5 供电线路控制电路
• 3.2.6 报警控制电路
• 3.2.7 串口通信电路
• 3.3 应用软件的开发
• 3.3.1 开发工具的选择
• 3.3.2 煤矿视频监控系统的软件设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统核心功能的开发与实现
• 4.1 人头像检测与识别
• 4.1.1 人头像识别系统模块设计
• 4.2 人头像检测系统的方案设计
• 4.2.1 人头像检测技术方案实施
• 4.2.2 人员进或出的判断
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统功能测试
• 5.1 测试与验收
• 5.1.1 软件测试及后续
• 5.1.2 硬件环境测试及效果
• 5.2 达成目标
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献