嵌入式采煤工作面安全集中監(jiān)控系統(tǒng)

如圖3.4.2.2-1所示，其所表達(dá)的是JPEG編碼的整個(gè)工作方式的原理圖，其流程主要為①色彩空間轉(zhuǎn)換及采樣，②正向離散余弦變化(FDCT), ③量化(Quantization)，④直流系數(shù)(dc)的差分編碼、直流系數(shù)(ac)的zig-zag掃描及行程編碼，⑤熵編碼(Entropy Coding)。

如圖3.4.2.2-2所示，為圖像處理模塊的整體流程圖。定時(shí)周期到達(dá)后，系統(tǒng)每次調(diào)用本程序模塊運(yùn)行時(shí)都要先查看是否有來(lái)自上位機(jī)的控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的消息。如有則根據(jù)其參數(shù)將攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的角度，然后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面的采集。系統(tǒng)每隔一段時(shí)間就采集一次經(jīng)模擬信號(hào)處理單元處理以后再經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換后的圖片數(shù)據(jù)。然后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳寄到圖片壓縮模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的編碼處理。這樣使得圖像的數(shù)據(jù)更小、更容易在信道上傳播、也方便對(duì)圖像的保存和查看。經(jīng)壓縮編碼處理后的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊送至上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)相應(yīng)的JPEG解碼程序就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮圖片的正常顯示，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)以備以后查詢(xún)。整個(gè)JPEG圖像壓縮算法的具體實(shí)現(xiàn)流程參見(jiàn)圖3.4.2.2-3。

3.4.3上位機(jī)主要功能模塊的軟件實(shí)現(xiàn)

在上位機(jī)的各功能模塊中，主要的功能模塊就是對(duì)數(shù)據(jù)的分析和顯示。其程序流程框圖如圖3.4.3所示：

程序正常運(yùn)行以后，在平時(shí)的工作模式下(大多數(shù)時(shí)間內(nèi))系統(tǒng)僅是接收來(lái)自下位機(jī)的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中并在屏幕上顯示出來(lái)便于地面監(jiān)控中心工作人員的查看。同時(shí)也可以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將結(jié)果在屏幕上顯示出來(lái)。

如果下位機(jī)傳來(lái)的是報(bào)警信號(hào)，則系統(tǒng)除了存儲(chǔ)和顯示相關(guān)信息外，還會(huì)啟動(dòng)地面緊急報(bào)警裝置，提醒監(jiān)控中心的人員井下發(fā)生緊急狀況，可以讓相關(guān)人員及時(shí)采取措施，將可能造成的危害降到最小。

當(dāng)程序檢測(cè)到有控制信號(hào)產(chǎn)生以后，立即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)給下位機(jī)發(fā)送強(qiáng)制控制信號(hào)，指導(dǎo)下位機(jī)完成控制動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的作用。

3.5 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

根據(jù)前面得分析，本次設(shè)計(jì)能夠成功的實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，且滿(mǎn)足相關(guān)的性能要求。最終所完成的作品能夠及時(shí)的對(duì)瓦斯?jié)舛?、頂板壓力、粉塵濃度、水位和現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面等信息進(jìn)行采集，并且經(jīng)過(guò)相應(yīng)的針對(duì)各種信息的成型模塊處理以后，將結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸?shù)轿挥诘孛娴谋O(jiān)控中心。而且根據(jù)某些特殊需求，其它連接在網(wǎng)絡(luò)上的通過(guò)驗(yàn)證的主機(jī)也可以獲得這些信息。當(dāng)檢測(cè)到得信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，例如超出某個(gè)根據(jù)實(shí)際情況預(yù)設(shè)的范圍后，系統(tǒng)本身除自我調(diào)控以外還能夠及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信息，提醒井下工作人員立即撤離，并由監(jiān)控中心的工作人員及時(shí)做出部署，盡量將損失盡量降低到最低。

上位機(jī)程序的運(yùn)行預(yù)期界面如下圖所示：