摘 要

伴随着国家经济的发展，资源的管理问题也日益重要，水资源的管理与监控的重要性日益增加。目前，在分布式污水处理的监控过程中缺少有效的远程监控系统。本文设计了基于Android的面对分布式污水处理的监控系统，旨在减少监控人员的工作量，污水处理设备的管理消耗，更及时地发现问题并做出提醒以提高污水处理的有效性。本文主要内容如下：

摆脱上位机作为监控终端的非移动特性，针对Android客户端开发，有比较地选择Android开发程序Android Studio进行开发。详述开发过程与界面核心，完成了界面切换，侧拉框的界面设计，数据库开发和视频监控任务。

实现对本地数据存储，经过方案选择比较后使用SQLite作为本地数据存储方案，提高了处理速度，降低资源占用。

针对视频等信息采集传输方案，使用网络摄像机与其它传感器，调用WebService通信方法，综合考虑监控设备与Android监控平台进行数据传输的两种通信协议，完成数据存储和通信任务。

使用NDK调用JNI添加本地语言支持，采取直方图均衡化的方法对采集的视频进行处理，增加图像的亮度，加强图像。优化视频监控的效果。

本文最后在不同平台上进行测试系统运行，在不同平台上系统都可以完成数据存储，视频监控，图像处理的任务，达到了预期的实现目标。

关键词：分布式污水处理；图像识别；Android；移动监测

Abstract

With the development of the national economy, the management of resources has become increasingly important. The importance of the management and monitoring of water resources has increased. At present, there is not enough effective remote monitoring system in the monitoring of distributed Sewage treatment. This article has designed a monitoring system for distributed Sewage treatment based on Android, aiming to reduce the workload of monitoring personnel, the management consumption of sewage treatment equipment, and more timely find problems and make reminders to improve the effectiveness of wastewater treatment. The main content of this article is as follows:

Get rid of the non-mobile characteristics of the host computer as a monitoring terminal. For the Android client development, there is a comparative choice of Android development program Android Studio, details the development process and the interface core, completed the interface switching, side pull box interface design, database development and Video surveillance provides the basis.

To achieve local data persistence, use SQLite as a local data storage scheme after comparison of options, improve processing speed and reduce resource consumption.

For video and other information acquisition and transmission programs, use network cameras and other sensors, call WebService communication methods, and comprehensively consider the two communication protocols of monitoring devices and Android monitoring platform for data transmission to complete the data storage and communication tasks.

Use NDK to invoke JNI to add native language support and use the histogram equalization method to process the captured video to increase the brightness of the image and enhance the image. Optimize the effect of video surveillance.

Finally, the test system runs on different platforms. The system can complete the tasks of data storage, video monitoring and image processing on different platforms and achieve the expected goal.

Keywords: Distributed sewage treatment; Image Processing; Android; Mobile monitoring

目录

武汉理工大学毕业设计（论文） 1

摘要 I

Abstract 2

第1章 绪论 1

1.1课题的研究背景与意义 1

1.1.1课题的研究背景 1

1.1.2课题的研究意义 1

1.2污水处理监测系统发展历史、现状及趋势 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2国外研究现状 2

1.3Android平台的发展历史、现状及趋势 3

1.4本文研究内容与章节安排 3

第2章 污水监控系统总体设计方案 5

2.1 污水监控系统总体设计方案 5

2.2基于Android的污水监控系统界面设计 6

2.2.1Android开发工具(ADT)选择与VCS 6

2.2.2侧拉框 6

2.2.3滑动界面 7

2.2.4界面设计总体框架 8

2.3本章小结 9

第3章 数据传输与存储的实现 10

3.1Android本地数据存储方案选择 10

3.2视频与其它信息的采集 10

3.3网络数据存储与传输 11

3.3.1网络通信协议 11

3.3.2网络存储格式 11

3.3.3通过WebService连接SQLServer 11

3.4本章小结 12

第4章 Android端视频图像处理 13

4.1使用NDK添加JNI支持与OpenCV支持包 13

4.2视频的直方图均衡化处理 14

4.2.1直方图均衡化增强技术分析 14

4.2.3直方图均衡化处理结果演示 16

4.3本章小结 18

第5章Android客户端实时监控系统测试分析 19

5.1测试环境 19

5.2客户端测试结果演示 20

5.2.1客户端界面测试 20

5.2.2客户端功能测试 22

5.3本章小结 24

第6章 总结与展望 25

6.1总结 25

6.2展望 25

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.1.1课题的研究背景

在十八届五中全会会议上审议并通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》，并以此为依据做出了全面节约资源与高效利用资源的战略布局。建议提出了建立与健全用能权，用水权，排污权，碳排放权等初始分配制度，并要求建立资源节约，环境保护长效机制，显示了国家对水资源的重要性与水污染处理活动的重视程度。

国内现有采取的水污染处理技术如SBR序批式活性污泥法,AB法，MSBR法，CASS法，Unitank,A2/O法^[1]，净化沼气池技术，生物滤池技术，高效藻类塘处理技术，生物转盘技术，吸附生物降解技术，人工湿地技术等等，都在根据各地需要因地制宜地为各地方提供污水处理解决方案，其自动化程度也在逐步提高。然而在城镇中分布式小型污水处理问题上，由于时空限制与技术人员的有限性，城镇污水的实时情况不能被及时地被技术人员知晓并做出相应处理，仅依赖自动设备处理时容易出现实装前不能预测的问题。而当地民众缺乏相应的知识不能及时观察到问题并反馈导致水污染处理不能达到当地标准。

考虑到Android移动设备在便携性能，CPU配置， ROM容量与RAM容量等方面的优越表现与目前Android在通信领域的良好表现，为了使监控控制相关操作员可以更加便捷地实现实时监测与处理城镇分布式污水处理系统，并确保监控过程和信息存储的稳定性，便于数据统计分析，节约资源，旨在保证污水处理的结果在指标数据上能够达标。

1.1.2课题的研究意义

考虑到目前环境下自动化、智能化与网络化的环境监测发展趋势，自动检测的监测方式已经成为中国水质监测发展方向，城镇污水的不确定性，开放性与随机性^[2]等因素，本文设计了基于Android的污水监测系统，能够实现在移动端完成数据传输、数据存储、数据显示，实时视频监控，视频图像处理等功能，旨在减少监测人员工作量，降低污水监测系统的运营成本，提高现有水质污染监测系统的自动化与智能化水平。

1.2污水处理监测系统发展历史、现状及趋势

1.2.1 国内研究现状

根据国家数据统计，2016年中国全国城市污水日处理能力达到了16770万立方米，与此同时，全国废水排放总量为7110953.88吨。随着国家对污水处理的重视程度逐步提高，污水处理监测方法从手动采样逐步向自动化的方向改进，逐步发展。污水处理监测活动方法多样化并逐步网络化、自动化。