随着我国船舶运输业的快速发展,水面溢油污染是内河的主要污染源之一。内河与人们日常生活密切相关,一旦发生溢油事故,沿河区域居民的生活饮水、生态环境和经济带来难以估量的损失。因此水面溢油事故的及时发现、识别和清理工作具有十分重要的意义。本文根据内河河道的特点和水面溢油的特征,对摄像头拍摄的图像进行溢油信息检测,如果发现疑似溢油现象,则进行报警,使得监控中心工作人员能够对溢油事故进行紧急处理,同时设计了一种基于图像处理的水面溢油检测系统和基于ZigBee无线传感网络技术的围油栏在线监测系统,系统综合了 ZigBee自组网、低功耗等优点,实现了围油栏气室内气压的实时监测。主要研究工作如下:(1)选用高清网络摄像头对水面进行检测。然后对摄像头拍摄的图像进行预处理,在进行图像灰度化后,对不同的滤波方式和滤波窗口大小进行对比,且采用滤波效果最佳的中值滤波器对图像进行滤波。(2)对几种常见的图像分割算法进行比较。采用阈值分割与最大信息熵相结合的分割方法,使得分割结果理想,分割出的区域更加准确,且具有较强的抗噪声能力。采用数学形态学对分割后的图像进行运算以达到消除孤立点、优化目标边缘、使区域连通等目的。最终提取出疑似溢油区域边缘。(3)采用灰度共生矩阵的方法对疑似溢油区域进行特征提取,分析并确定使用能量、熵、对比度、均匀度和相异性这五个纹理量来识别是否存在溢油现象。同时,经过多次仿真来统筹纹理描述的准确性和计算速度,并基于MATLAB和C#混合编程技术,编写了溢油检测系统。(4)对发生溢油的区域使用围油栏对油污进行拦截、回收。根据系统整体结构,设计了基于ZigBee技术的充气式围油栏监测系统。通过设计ZigBee PRO协议栈程序,构建无线网络,传感器节点、路由器节点和协调器节点三个节点加入网络,实现数据采集和传输功能,最后协调器对数据进行处理和融合,并将数据通过串口发送到中心上位机。