CN103968762A - 一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其包括主控端模块和监控端模块，粮仓内壁上设置有用于标定粮食高度的标尺。所述主控端模块包括彼此通讯连接的主控模块和主控端通信模块；所述监控端模块包括顺次通讯连接的监控端通信模块、数字图像处理模块和用于采集粮仓内标尺图像的图像采集模块；并且，所述主控端通信模块与监控端通信模块无线通信连接。通过使用所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，工作人员能够远程监控粮仓内粮食的容量变化，从而判断粮食出入仓情况是否正常，达到远程监控和防盗效果，有效的降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种监控系统，尤其涉及一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统。
背景技术
粮食是国民经济发展的基础，同时也是人类赖以生存和发展不可或缺的物质基础。世界各国都把粮食安全问题放在首位，而我国又是一个人口大国、产粮大国和粮食消费大国，对于我国来说粮食的安全问题就更不容忽视。由此，做好粮食的储藏与管理工作，保证粮食的安全，对发展我国的国民经济水平和稳定社会的大局有着非常重要的意义。
目前，国内的粮情监控系统主要考虑的是粮食在储藏过程中，由于受温度、湿度以及其他因素的影响，可能出现的发热、霉变和虫害等情况。该种监控系统主要侧重点在于实时监控粮食的温度、湿度等参数，但却忽视了存储在粮仓内的粮食的防盗问题。
综上，有必要在现有粮情监控系统的基础上提出一种能检测出粮仓内粮食容量的系统，从而有助于工作人员远程监控粮仓内粮食的容量，保证粮食的安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统。
为实现上述目的，所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，包括主控端模块和监控端模块，粮仓内壁上设置有用于标定粮食高度的标尺，其特点是，所述主控端模块包括彼此通讯连接的主控模块和主控端通信模块；所述监控端模块包括顺次通讯连接的监控端通信模块、数字图像处理模块和用于采集粮仓内标尺图像的图像采集模块；并且，所述主控端通信模块与监控端通信模块无线通信连接。
优选的是，所述主控端通信模块包括第一微处理器和第一无线收发器，所述监控端通信模块包括第二微处理器和第二无线收发器；其中，所述主控模块顺次连接第一微处理器和第一无线收发器，所述第一无线收发器顺次通过第一天线和第二天线与第二无线收发器无线通讯连接，所述第二无线收发器与第二微处理器通讯连接。
优选的是，所述第一无线收发器为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块；所述第二无线收发器为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块。
优选的是，所述数字图像处理模块包括彼此通讯连接的第三微处理器和外设，所述第二微处理器经第三微处理器与图像采集模块通讯连接。
优选的是，所述第一微处理器为单片机、FPGA或ARM处理器；所述第二微处理器为单片机、FPGA或ARM处理器；所述第三微处理器为DSP处理器或FPGA。
优选的是，所述图像采集模块为CMOS摄像头。
优选的是，所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统还包括与主控模块通讯连接的第一报警模块，以及与数字图像处理模块通讯连接的第二报警模块。
本发明的有益效果在于，通过使用所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，工作人员能够远程监控粮仓内粮食的容量变化，从而判断粮食出入仓情况是否正常，达到远程监控和防盗效果，有效的降低了成本。
本发明的主要优越性在于采用了数字图像处理技术对粮仓内粮食的容量进行了计算，这样不仅减小了传输的数据量，而且工作人员能直观得到粮食的容量数据，从而判断粮食出入仓情况是否正常，达到远程监控和防盗效果。
附图说明
图1示出了本发明所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统的主控端的原理方框图。
图2示出了本发明所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统的监控端的原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：
如图1和图2所示，所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，包括主控端模块和监控端模块，粮仓内壁上设置有用于标定粮食高度的标尺，其中，所述主控端模块包括彼此通讯连接的主控模块1和主控端通信模块2；所述监控端模块包括顺次通讯连接的监控端通信模块3、数字图像处理模块4和用于采集粮仓内标尺图像的图像采集模块5；所述主控端通信模块2与监控端通信模块3无线通信连接。
具体地，主控模块1可以为普通的个人电脑、服务器或手持终端等，通常位于远离门窗现场的控制室或工作人员手中，用于接收现在终端的粮情数据和控制各个模块。
所述主控端通信模块2包括第一微处理器22和第一无线收发器21，所述监控端通信模块3包括第二微处理器32和第二无线收发器31，该监控端通信模块3与主控端通信模块2相对应，用于实现主控端模块和监控端模块之间的数据传输。所述主控模块1顺次连接第一微处理器22和第一无线收发器21，所述第一无线收发器21顺次通过第一天线81和第二天线82与第二无线收发器31无线通讯连接，所述第二无线收发器31与第二微处理器32通讯连接。
其中，所述第一微处理器22为单片机、FPGA或ARM处理器，其具有数据端口和存储空间，不仅可以通过第一无线收发器21接收来自监控端模块的数据（如粮仓内粮食的容量和高度），并将这些数据传送至主控模块1，还可以接收主控模块1的控制指令，并通过第一无线收发器21发送至监控端模块。所述第二微处理器32为单片机、FPGA或ARM处理器。所述第一无线收发器21为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块；所述第二无线收发器31为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块。
所述数字图像处理模块4包括彼此通讯连接的第三微处理器42和外设41，所述第二微处理器32经第三微处理器42与图像采集模块5通讯连接。其中，所述第三微处理器42为DSP处理器或FPGA。该数字图像处理模块4不仅具有数据端口和一定的存储空间，还具有很强的数字处理能力，因此实现了对采集到的图像进行一系列的处理、变换和识别，并与各模块相互连接。
所述图像采集模块5为CMOS摄像头，用于获取粮仓内粮食高度标尺的图像。
所述数字图像处理模块4中的采用的算法如下：
第一步：先将CMOS摄像头采集过来的图像进行一系列的预处理如：灰度转化，图像二值化，均值滤波，膨胀、腐蚀处理；
第二步：预处理完后，利用颜色与结构特征的标尺定位算法（标尺的颜色及尺寸在粮仓内是唯一的，初始化设置为蓝色），通过对每一个连通区域提取形状参数，粗划分出候选标尺区域，最后利用颜色特征确定标尺图像区域；
第三步：标尺区域定位成功后，将根据标尺图像的大小与实际标尺图像的比列关系，计算出该图像中标尺的准确长度，再将标尺的总长度减去图像中标尺的长度，就能得到粮仓内粮食的高度。
此外，所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统还包括与主控模块1通讯连接的第一报警模块7，以及与数字图像处理模块4通讯连接的第二报警模块6。所述第一报警模块7和第二报警模块6均可以采用鸣笛、短信或电话报警等报警方式。
所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统的工作方法为，图像采集模块5采集粮仓内壁上用于标定粮仓内粮食高度的标尺的图像，并将该图像传输至数字图像处理模块4，经处理，得到粮仓内粮食的高度数据，该高度数据通过监控端通信模块3和主控端通信模块2的无线通讯传输至主控模块1，由主控模块1判断当前粮仓内粮食的高度是否在满意的范围内，若不在满意的范围内，主控模块1就会控制第一报警模块7或第二报警模块6或两模块同理报警，以提醒工作人员粮仓内粮食情况出现异常。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
Claims (7)
1.一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，包括主控端模块和监控端模块，粮仓内壁上设置有用于标定粮食高度的标尺，其特征在于：
所述主控端模块包括彼此通讯连接的主控模块和主控端通信模块；
所述监控端模块包括顺次通讯连接的监控端通信模块、数字图像处理模块和用于采集粮仓内标尺图像的图像采集模块；并且，
所述主控端通信模块与监控端通信模块无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述主控端通信模块包括第一微处理器和第一无线收发器，所述监控端通信模块包括第二微处理器和第二无线收发器；其中，所述主控模块顺次连接第一微处理器和第一无线收发器，所述第一无线收发器顺次通过第一天线和第二天线与第二无线收发器无线通讯连接，所述第二无线收发器与第二微处理器通讯连接。
3.根据权利要求2所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述第一无线收发器为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块；所述第二无线收发器为工作频率为433MHz的无线传输模块或GPRS无线传输模块。
4.根据权利要求2所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述数字图像处理模块包括彼此通讯连接的第三微处理器和外设，所述第二微处理器经第三微处理器与图像采集模块通讯连接。
5.根据权利要求4所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述第一微处理器为单片机、FPGA或ARM处理器；所述第二微处理器为单片机、FPGA或ARM处理器；所述第三微处理器为DSP处理器或FPGA。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述图像采集模块为CMOS摄像头。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统，其特征在于：所述基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统还包括与主控模块通讯连接的第一报警模块，以及与数字图像处理模块通讯连接的第二报警模块。
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