张磊 陈兰 刘康 章华
【摘 要】污水悬浮颗粒浓度是检测水质的一个重要参考指标,基于水和水中悬浮颗粒对光具有不同反射特性,本课题提出了基于图像技术的污水悬浮颗粒浓度检测方案。通过TMS320C6748控制摄像头采集氧化沟中污水图像,结合图像处理技术计算出污水悬浮颗粒浓度,实时VGA显示图像和浓度,根据浓度值控制排泥泵的开启和关闭时间,并通过ZigBee无线模块将浓度值传输给中控系统远程监测。
【关键词】污水悬浮颗粒浓度;检测系统;图像处理
中图分类号:TP391 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)16-0130-002
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.059
【Abstract】The concentration of suspended particles in sewage is an important reference index for water quality detection. Based on the different reflection characteristics of light in water and suspended particles in water, a method based on image technology is proposed to detect the concentration of suspended particles in sewage. The sewage image in oxidation ditch is collected by TMS320C6748 control camera, and the concentration of suspended particles is calculated by image processing technology. The real-time VGA displays the image and concentration, and the time of opening and closing the sludge pump is controlled according to the concentration value, and the concentration value is transmitted to the remote control system by the ZigBee wireless module.
【Key words】Concentration of suspended particulate matter;Detection system;Image processing
0 引言
随着社会的发展,人们生活水平的提高,对水的工业污染和生活污染越来越严重。水质的好坏直接关系到人们的生活健康,准确检测污水悬浮颗粒浓度是保证经过污水处理工艺处理的污水的质量的关键,也是准确判断排泥泵排泥时间的关键。由于传统的污水悬浮颗粒浓度检测设备的在线性和实时性都较差,而且受到污水的长时间浸泡和冲刷,不但检测的准确率降低,还极容易使设备损坏。因此,本课题针对传统检测设备以上的不足之处,提出了一种新的基于图像技术的污水悬浮颗粒浓度检测方法。
1 系统总体结构
系统选用TMS320C6748作为主处理器,控制高清摄像头获取氧化沟中的污水图像,并对获取的污水图像进行数字图像处理计算污水懸浮颗粒浓度,实时通过VGA显示污水悬浮颗粒的浓度值,通过Zigbee无线传输模块将浓度值实时传输给中控系统,根据浓度值计算排泥泵的排泥时间以RS485开关量信号形式输出控制排泥泵的开启和关闭。
2 系统硬件设计
2.1 图像采集电路
图像采集电路中的图像传感芯片选用的是OV5640,该芯片的成像分辨率为2592*1944,整体性能较高。OV5640图像传感器芯片的引脚D[9:0]直接连接到DSP芯片TMS320C6748的引脚,其中,HREF和HSYNC引脚接在一起。当PWND引脚电压上拉到与DOVDD引脚的电压一样时,即控制OV5640芯片进入节电模式。
2.2 ZigBee无线通信电路
ZigBee无线电路是选用顺舟科技的SZ05-ADV超远距离Zigbee模块与TMS320C6748连接。SZ05-ADV模块采用的是加强型Zigbee无线技术,能够实现比普通模块更远距离的通信,其组网方式更加的灵活自由,抗干扰能力更强。具体电路是Zigbee模块与主芯片之间通过串口连接。
2.3 电源电路
电源电路选用广州金升阳LH05-25系列AC-DC电源模块将提供的电压进行降压处理,该模块输入电压范围宽为50/60Hz的85-264VAC,稳压输出、低纹波、低噪声,转化效率高达85%,输出为5VDC,具有短路、过流、过压保护功能。
3 系统软件设计
污水处理现场环境复杂,采集到的图像具有噪声多、干扰大的特点,所以先要对获取的图像进行预处理,如图2所示,利用光照不均匀校正算法去除由关照引起的光照不均匀现象,然后利用模糊阈值分割方法对图像进行二值化分割,根据分割后的二值化图像计算污水悬浮颗粒浓度,为了提高检测的精度,将连续三次处理计算结果进行平均,得出最终的浓度值,然后通过VGA实时显示污水悬浮颗粒浓度,通过ZigBee模块将浓度志发送给上位机,并根据浓度值控制排泥泵排泥时间。
4 结语
本文突出了对污水悬浮颗粒浓度进行检测的重要性。提出了污水悬浮颗粒浓度检测方案。设计了一种基于图像技术的污水悬浮颗粒浓度检测系统。系统具有实时性好、检测准确度高、安全可靠及便于安装等优点。
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