基于物联网的水电站水位管理系统文献综述

 2022-08-03 03:08

前言

水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。水电站工作人员需要每隔一段时间对大坝水位进行监测,如果水位超过警戒水位,就有面临危险的可能,需要加强防范。

传统的水位测量有两种方法,一种是安装水尺,人工目测读数,这种方法费时费力,特别是在环境恶劣时,会对监测人员的安全构成威胁。;另一种是利用传感器自动采集表征水位的模拟量,然后转换成水位数据,这种方法可靠但是造价昂贵,传感器也需要定时维护。本项目利用监测摄像机获取水尺图片,然后从图片中提取水尺图像,通过边缘检测、灰度拉伸、二值化等一系列处理后,获得刻度线,再运用Hough变换,识别出刻度线条数,从而计算出水位值。这个过程除了利用摄像机获取图片外,主要通过软件实现,因此精度高、环境要求低、具有应用前景。

建立一个水电站水位管理系统,可以实现管理者对水位的远程实时监测,防范危险于未然。管理者可随时随地的通过浏览器凭用户名和密码登录系统,观察各大城市实时水位、降雨量情况,并且可以自动或手动发送拍照命令,对现场情况进行拍照,在监控中心即可纵观全局,大大提高了管理效率。利用先进的预警机制,系统还可定时或按照预定触发条件发送报警短信到管理者手机终端,使管理者能够及时发现险情并处理。

  1. 图像识别技术的引入

图像识别是人工智能的一个重要领域。图像识别的发展经历了三个阶段:文字识别、数字图像处理与识别、物体识别。图像识别,顾名思义,就是对图像做出各种处理、分析,最终识别我们所要研究的目标。今天所指的图像识别并不仅仅是用人类的肉眼,而是借助计算机技术进行识别。虽然人类的识别能力很强大,但是对于高速发展的社会,人类自身识别能力已经满足不了我们的需求,于是就产生了基于计算机的图像识别技术。这就像人类研究生物细胞,完全靠肉眼观察细胞是不现实的,这样自然就产生了显微镜等用于精确观测的仪器。通常一个领域有固有技术无法解决的需求时,就会产生相应的新技术。图像识别技术也是如此,此技术的产生就是为了让计算机代替人类去处理大量的物理信息,解决人类无法识别或者识别率特别低的信息。

1.1技术相关概述

图像识别技术其主要的作用就是按照所观测到的图像,对图像中的物体进行分辨,以此来做好相应的具有意义的判断,具体实现则是应用现代信息处理技术,以及计算机技术对人类认知过程进行模拟。通常情况下,一个图像其识别系统由图像分割、图像特征提取、分类器的识别这三个部分所组成,其中,图像分割主要的作用就是将图像划分成为多个区域;图像特征提取则是对多个区域的图像进行相应的特征提取;分类器的识别则是按照图像特征所提取的結果进行适当的分类。从某种程度来说,图像分割其本身就能将其称之为图像识别的过程。总而言之,随着社会的不断发展,图像识别技术也得到了较大的发展,并且也被广泛的应用在各个领域当中,其中就包括医学、航天航空、通信等领域。

1.2 技术现状分析

随着计算机技术的迅速发展和科技的不断进步,图像识别技术已经在众多领域中得到了应用。2015年2月15日新浪科技发布一条新闻:“微软最近公布了一篇关于图像识别的研究论文,在一项图像识别的基准测试中,电脑系统识别能力已经超越了人类。人类在归类数据库Image Net中的图像识别错误率为5.1%,而微软研究小组的这个深度学习系统可以达到4.94%的错误率。”从这则新闻中我们可以看出图像识别技术在图像识别方面已经有要超越人类的图像识别能力的趋势。这也说明未来图像识别技术有更大的研究意义与潜力。而且,计算机在很多方面确实具有人类所无法超越的优势,也正是因为这样,图像识别技术才能为人类社会带来更多的应用。

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