基于嵌入式的垃圾焚烧炉火焰燃烬点检测器的研制

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1、分类号:学校代码:10426密级:学号:2013040032硕士学位论文MASTERDEGREETHESIS基于嵌入式的垃圾焚烧炉火焰燃烬点检测器的研制作者:赵文强指导教师:单宝明学科专业:控制科学与工程专业代码:081100研究方向:检测技术与自动化装置2016年6月8日基于嵌入式的垃圾焚烧炉火焰燃烬点检测器的研制学位论文完成日期:声/、以指导教师签字:答辩委员会成员签字:基于嵌入式的垃圾焚烧炉火焰燃烬点检测器的研制摘要目前，垃圾焚烧处理已成为垃圾处理的主要方式。在垃圾焚烧处理中，燃烧系统控制是整个垃圾焚烧控制的核心，而在燃烧系统控制

2、中，重点是利用火焰燃烬点位置信息对焚烧炉的炉排速度进行控制，炉排速度的控制好坏直接决定焚烧处理的效果。现阶段，主要以工业相机、图像采集卡和工控机组成火焰燃烬点检测系统，该系统存在实时性较差、功耗大、体积大以及灵活性差等缺点。针对上述缺点，本文设计了一种基于嵌入式的垃圾焚烧炉火焰燃烬点检测器。主要完成以下工作：首先，对垃圾焚烧炉的工艺进行研究，结合现有的火焰燃烬点检测方案提出了火焰燃点检测器的设计要求。根据设计要求对检测器的硬件方案进行了论证，提出了以ARM+DSP为主体的硬件系统架构，确定了以OMAPL138处理器为核心的硬件系统方案，

3、并分别对硬件系统的主处理器模块、图像采集模块、模拟量输出模块、液晶显示模块、存储模块、通讯模块以及电源模块进行了电路设计。此外，根据硬件平台的特点，提出了检测器的软件系统方案，选用Linux作为ARM处理器的操作系统，搭载设备驱动和应用软件；采用DSP/BIOS作为DSP处理器的操作系统，管理图像的采集和处理。其次，提出了利用火焰燃烧图像来获取火焰燃烬点位置信息的方法。研究过程中选取了不同燃烧状态下的火焰图像进行处理，以提高算法的适应性。考虑到图像在采集和传输过程中会受到噪声的干扰，分别采用了均值滤波、中值滤波对图像进行去噪处理，并对结

4、果进行分析，确定了中值滤波做为图像的去噪方法；分别采用了双峰法、最小误差法和最大类间方差法对图像进行分割，通过对分割效果的对比，最终确定了以最大类间方差法作为图像的分割方法，从而更好的分割出图形中的火焰燃烧区域。为解决分割后图像存在突刺等缺陷问题，采用数学形态学方法对分割后的图像进行处理；以形态学处理后的图像为基础，提出了火焰燃烬点的分析方法以及火焰燃烬点位置的计算方法，并通过仿真进行了验证。最后，研究了软件系统的实现方法，并利用QT软件开发了适合嵌入式操作系统的图形用户界面，通过该界面用户可查看火焰燃烬点的检测信息、检测器的运行状态以

5、及设置相关参数。关键词：嵌入式垃圾焚烧炉火焰燃烬点图像处理检测器IDEVELOPMENTONFIREBURNOUTPOINTDETECTOROFWASTEINCINERATORBASEDONEMBEDDEDABSTRACTAtpresent,wasteincinerationhasbecomethemainformofwastedisposal.Thesystemofcombustioncontrolisthecoreofthewholecontrolofwasteincinerationinwasteincineration.Andi

6、nthecombustioncontrolsystem,thefocusisontheuseofflameburningemberpointpositioninformationtocontroltheincineratorgratespeed.Atthisstage,theflameburningemberpointdetectionsystemismainlycomposedofanindustrialcameraandimageacquisitioncardandIPC,butthissystemstillhassomedisad

7、vantagessuchaspoorreal-time,bigdissipationofpower,andpoorflexibility.Inviewoftheaboveshortcomings,thepaperdesigntheflameburnemberpointdetectorbasedonembeddedtechnology.Themainlyjobareasthefollowing:Firstly,thisarticlestudiestheprocessofwasteincineratorandputsforwardthede

8、signrequirementsofflameburningemberpointdetectorwhichbasedontheexistingflameburningemberpointdetections