TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THỰC HIỆN HỆ THỐNG
HỖ TRỢ CẢNH BÁO NGUY CƠ
SẠT LỞ BỜ SÔNG
Sinh viên thực hiện
Cán bộ hƣớng dẫn
Nguyễn Đức Khanh
MSSV: 1117976
ThS. Trƣơng Phong Tuyên
Trần Vận Toàn
MSSV: 1118028
Lớp Kỹ thuật máy tính K37
Cần Thơ, Tháng 05 năm 2015
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Kết quả đánh giá:.............................
Chữ ký của các thành viên Hội đồng:
Thành viên 1: Ths. Trƣơng Phong Tuyên.........................................................
Thành viên 2: TS. Lƣơng Vinh Quốc Danh......................................................
Thành viên 3: Ths. Nhan Văn Khoa..................................................................
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài “Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạt lở bờ sông”
đƣợc thực hiện bởi hai sinh viên: Nguyễn Đức Khanh và Trần Vận Toàn, sinh viên lớp
Kỹ thuật máy tính, khóa 37, khoa Công nghệ, Đại học Cần Thơ.
Trong quá trình thực hiện đề tài, có thể còn nhiều thiếu sót do thời gian có hạn và
kiến thức còn hạn chế nhƣng những nội dung trình bày trong quyển báo cáo này đều là
những hiểu biết và là thành quả nghiên cứu của chúng tôi dƣới sự hƣớng dẫn tận tình
của thầy Trƣơng Phong Tuyên.
Chúng tôi xin cam đoan rằng những nội dung đƣợc trình bày trong quyển báo cáo
luận văn tốt nghiệp này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình nào đã thực
hiện trƣớc đây. Nếu không đúng sự thật, chúng tôi xin chịu mọi trách nhiệm trƣớc nhà
Trƣờng.
Cần Thơ, ngày 11 tháng 05 năm 2015
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Đức Khanh
i
Trần Vận Toàn
TÓM TẮT ........................................................................................................................ 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 4
1.1 ĐẶT VẦN ĐỀ ........................................................................................................ 4
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ......................................................................... 4
1.3 PHẠM VI ĐỀ TÀI.................................................................................................. 5
1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 5
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................ 6
2.1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHUẨN GIAO TIẾP ....................................................... 6
2.1.1 Chuẩn UART .................................................................................................... 6
2.1.2 Chuẩn SPI ......................................................................................................... 8
2.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ DỊCH VỤ CỦA GOOGLE .................................... 10
2.2.1 Giới thiệu Google Drive ................................................................................. 10
2.2.2 Google Spreadsheet ........................................................................................ 10
2.2.3 Google Chart API ........................................................................................... 11
2.3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C/C++ VÀ MỘT SỐ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
WEB............................................................................................................................ 12
2.3.1 Ngôn ngữ lập trình C/C++ ............................................................................. 12
2.3.2 Tổng quan về một số ngôn ngữ lập trình web ................................................ 13
2.4 GIỚI THIỆU GIAO THỨC HTTP VÀ HTTPS ................................................... 15
2.4.1 Giao thức HTTP ............................................................................................. 15
2.4.2 Giao thức HTTPS ........................................................................................... 16
2.5 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ XỬ LÝ ẢNH .................................................... 16
2.5.1 Một số khái niệm cơ bản trong xử lý ảnh....................................................... 17
2.5.2 Các giải thuật xử lý ảnh đƣợc sử dụng trong đề tài........................................ 17
2.5.3 Giới thiệu phần mềm Qt Creator .................................................................... 20
iii
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1 Một khung truyền/nhận theo UART ............................................................... 7
Hình 2. 2 Giao diện kết nối giữa SPI Master và Slave ................................................... 8
Hình 2. 3 Truyền dữ liệu SPI .......................................................................................... 9
Hình 2. 4 Ví dụ tạo biểu đồ bằng URL ......................................................................... 11
Hình 2. 5 Mô hình giao tiếp Client-Server của giao thức HTTP .................................. 15
Hình 2. 6 Ví dụ gửi dữ liệu bằng phƣơng thức GET thông qua URL ........................... 16
Hình 2. 7 Các bƣớc cơ bản của một hệ thống xử lý ảnh ................................................ 17
Hình 2. 8 Ảnh màu (ảnh trái) và ảnh đã phân ngƣỡng của một tờ giấy trắng
(ảnh phải) ....................................................................................................................... 18
Hình 2. 9 Ảnh đã phân ngƣỡng (ảnh trái) và ảnh sau khi lọc đƣờng biên của một tờ
giấy trắng (ảnh phải) ...................................................................................................... 19
Hình 2. 10 Hình ảnh thực tế của Board Arduino Mega 2560 ....................................... 21
Hình 2. 11 Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của module Wifi ESP8266 ....................... 23
Hình 2. 12 Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân module RF CC1101 433MHz .................. 27
Hình 2. 13 Module camera hồng ngoại màu JPEG giao tiếp UART ............................ 28
Hình 2. 14 Module micro SD card ................................................................................. 29
Hình 2. 15 Cảm biến đo độ ẩm đất ............................................................................... 30
Hình 2. 16 Cảm biến lƣu lƣợng nƣớc S201 .................................................................. 31
Hình 3.1 Mô hình tổng quan của hệ thống ..................................................................... 32
Hình 3.2 Sơ đồ khối của Bộ gửi dữ liệu......................................................................... 33
Hình 3.3 Sơ đồ khối của Bộ nhận dữ liệu ...................................................................... 34
Hình 3.4 Sơ đồ khối của Bộ thu thập hình ảnh .............................................................. 35
Hình 3. 5 Lƣu đồ giải thuật gửi dữ liệu lên web bằng module Wifi ESP8266 .............. 38
Hình 3. 6 Lƣu đồ giải thuật chụp ảnh và lƣu trữ trong thẻ SD ...................................... 39
Hình 3. 7 Giao diện web của hệ thống ........................................................................... 40
Hình 3. 8 Giao diện phần mềm xử lý ảnh ...................................................................... 41
Hình 3. 9 Lƣu đồ giải thuật phân ngƣỡng ảnh màu ....................................................... 42
Hình 3. 10 Lƣu đồ giải thuật lọc đƣờng biên ................................................................. 43
Bảng 3. 2 Các mã HEX đƣợc truyền cho camera phục vụ việc chụp ảnh ..................... 39
2
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
TÓM TẮT
Đồng bằng sông Cửu Long là vùng có hệ thống kênh rạch chằng chịt dẫn đến
vấn đề sạt lở bờ sông xảy ra ở nhiều nơi và gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Thấy
đƣợc điều đó, nhóm đã chọn đề tài “Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo
nguy cơ sạt lở bờ sông” làm đề tài tốt nghiệp cho mình. Mục tiêu của đề tài là nhằm
tìm ra một giải pháp có thể phát hiện sớm nguy cơ sạt lở bờ sông để có cách khắc phục
và xử lý hiệu quả, kịp thời, tránh những hậu quả nặng nề do việc phát hiện chậm trễ.
Quá trình giám sát dựa trên các yếu tố nhƣ: lƣu lƣợng nƣớc, độ ẩm đất... đƣợc thu thập
thông qua các cảm biến. Ngoài ra, còn có một Camera giám sát sẽ chụp lại hình ảnh
nơi bờ sông có nguy cơ sạt lở. Tất cả dữ liệu cảm biến sẽ đƣợc upload lên web một
cách tự động, cụ thể là upload lên dịch vụ điện toán đám mây của Google: Google
Drive. Ngƣời giám sát có thể truy cập vào web để theo dõi, cập nhật dữ liệu ở bất kì
nơi đâu có Internet. Hoặc có thể giám sát thông qua các ảnh chụp về bờ sông sau khi
chúng ta đã xử lý chúng thông qua một phần mềm xử lý ảnh tự thiết kế. Hệ thống đƣợc
thiết kế với chi phí thấp, dễ sử dụng và có thể mở rộng để giám sát nhiều vị trí.
Từ khóa: cảm biến, camera, upload, điện toán đám mây, xử lý ảnh.
ABSTRACT
Mekong Delta is the region with complex canal system leading to river bank
erosion problems occured in many places and caused serious consequences. Seeing
that, we have chosen the topic “Design and implementation a system which
supports warning river bank erosion” to make thesis for us. The purpose of this
research is to find a solution that can detect early risk for river bank erosion to have
clearance and processing efficiently, uptime, avoiding severe consequences due to the
không thích nghi kịp. Ngoài ra, có một nguyên nhân nữa cũng hết sức quan trọng, đó
chính là do lƣợng ghe, thuyền trên sông quá nhiều, lại chủ yếu là loại công suất lớn chở
hàng hóa thƣờng xuyên đi qua lại, gây nên những đợt sóng nhân tạo làm đất đai bị xói
lở theo. Lâu dần, đất đai cũng bị sạt lở.
Từ những vấn đề trên, cần có một hệ thống giám sát và đánh giá nhằm giúp phát
hiện sớm nguy cơ sạt lở để có thể đƣa ra giải pháp khắc phục và xử lý kịp thời, hiệu
quả, tránh đƣợc những hậu quả nặng nề. Vì vậy nhóm đã quyết định thực hiện đề tài
“Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạt lở bờ sông” nhằm tạo ra
một hệ thống đáp ứng đƣợc các yêu cầu trên và góp phần ứng dụng công nghệ vào
trong thực tiễn.
1.2 LỊCH SỬ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
“Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạt lở bờ sông” là một đề
tài thuộc lĩnh vực khá phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt là ở vùng Đồng bằng sông Cửu
Long do nơi đây có hệ thống sông ngòi chằng chịt.
Một số đề tài và văn bản có liên quan đến hiện tƣợng sạt lở bờ sông nhƣ sau:
-
-
“Vĩnh Long: Nghiên cứu hiện tƣợng bồi lắng, sạt lở bờ sông, xác định nguyên
nhân, đề xuất các giải pháp phòng chống, khắc phục.”. Nguồn: Sở KH&CN Vĩnh
Long.
“Cảnh báo nguy cơ sạt lở đất ven sông, ven biển và thực hiện các biện pháp ứng
phó, xử lý”. Nguồn: Văn bản số 47/PCLB ngày 03 tháng 3 năm 2008 của Ban
Chỉ huy phòng chống lụt bão thành phố.
4
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
vào dữ liệu hệ thống; thiết kế một phần mềm xử lý hính ảnh phục vụ cho việc giám sát
đoạn đƣờng có nguy cơ sạt lở. Sau đó kiểm tra toàn bộ hệ thống với thực tế để xem xét
sự hoạt động và tính ổn định của nó.
5
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chƣơng này sẽ tập trung trình bày các vấn đề sau:
-
Giới thiệu một số chuẩn giao tiếp
Tổng quan về một số dịch vụ của Google
Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C/C++ và một số ngôn ngữ lập trình web
Giới thiệu giao thức HTTP/HTTPs
Giới thiệu khái quát về xử lý ảnh
Tìm hiểu về Arduino và các linh kiện sử dụng trong đề tài
2.1 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHUẨN GIAO TIẾP
2.1.1 Chuẩn UART
UART là viết tắt của Universal Asynchronous Receiver – Transmitter, còn đƣợc
gọi là truyền thông nối tiếp không đồng bộ, thƣờng là một mạch tích hợp đƣợc sử dụng
trong việc truyền dẫn dữ liệu nối tiếp giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi. Khác với
cách truyền đồng bộ, truyền thông “không đồng bộ” chỉ cần một đƣờng truyền cho một
quá trình. “Khung dữ liệu” đã đƣợc chuẩn hóa bởi các thiết bị nên không cần đƣờng
xung nhịp báo trƣớc dữ liệu đến. Ví dụ 2 thiết bị đang giao tiếp với nhau theo phƣơng
pháp này, chúng đã đƣợc thỏa thuận với nhau rằng cứ 1ms thì sẽ có 1 bit dữ liệu truyền
đến, nhƣ thế thiết bị nhận chỉ cần kiểm tra và đọc đƣờng truyền mỗi mili-giây để đọc
là 2 bits stop Sp.
Hình 2. 1 Một khung truyền/nhận theo UART 1
-
-
-
-
Start bit: start là bit đầu tiên đƣợc truyền trong một frame truyền, bit này có
chức năng báo cho thiết bị nhận biết rằng có một gói dữ liệu sắp đƣợc truyền
tới. Start là bit bắt buộc phải có trong khung truyền.
Data: data hay dữ liệu cần truyền là thông tin chính mà chúng ta cần gởi và
nhận. Data không nhất thiết phải là gói 8 bit, chúng ta có thể quy định số lƣợng
bit của data là 5, 6, 7, 8 hoặc 9. Trong truyền thông nối tiếp UART, bit có ảnh
hƣởng nhỏ nhất (LSB) của data sẽ đƣợc truyền trƣớc và cuối cùng là bit có ảnh
hƣởng lớn nhất (MSB).
Parity bit: parity là bit dùng để kiểm tra dữ liệu truyền đúng hay không. Có 2
loại parity là parity chẵn (even parity) và parity lẻ (odd parity). Parity chẵn
nghĩa là số lƣợng số 1 trong dữ liệu bao gồm bit parity luôn là số chẵn. Ngƣợc
lại tổng số lƣợng các số 1 trong parity lẻ luôn là số lẻ. Parity bit không phải là
bit bắt buộc và vì thế chúng ta có thể loại bit này khỏi khung truyền.
Stop bit: Stop bit là một hoặc các bit báo cho thiết bị nhận rằng một gói dữ liệu
đã đƣợc gởi xong. Sau khi nhận đƣợc Stop bit, thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm
tra khung truyền để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu. Stop bit là các bit bắt
buộc xuất hiện trong khung truyền.
SCK: Xung giữ nhịp cho giao tiếp SPI, vì SPI là chuẩn truyền đồng bộ nên cần
1 đƣờng giữ nhịp, mỗi nhịp trên chân SCK báo 1 bit dữ liệu đến hoặc đi. Đây là
điểm khác biệt với truyền thông không đồng bộ mà chúng ta đã biết trong chuẩn
UART. Sự tồn tại của chân SCK giúp quá trình truyền ít bị lỗi và vì thế tốc độ
truyền của SPI có thể đạt rất cao. Xung nhịp chỉ đƣợc tạo ra bởi chip Master.
MISO– Master Input / Slave Output: nếu là chip Master thì đây là đƣờng
Input còn nếu là chip Slave thì MISO lại là Output. MISO của Master và các
Slaves đƣợc nối trực tiếp với nhau.
/>8
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
-
-
MOSI – Master Output / Slave Input: nếu là chip Master thì đây là đƣờng
Output còn nếu là chip Slave thì MOSI là Input. MOSI của Master và các Slaves
đƣợc nối trực tiếp với nhau.
SS – Slave Select: SS là đƣờng chọn Slave cần giap tiếp, trên các chip Slave
đƣờng SS sẽ ở mức cao khi không làm việc. Nếu chip Master kéo đƣờng SS của
một Slave nào đó xuống mức thấp thì việc giao tiếp sẽ xảy ra giữa Master và
Slave đó. Chỉ có 1 đƣờng SS trên mỗi Slave nhƣng có thể có nhiều đƣờng điều
khiển SS trên Master, tùy thuộc vào thiết kế của ngƣời dùng.
Hoạt động: mỗi chip Master hay Slave có một thanh ghi dữ liệu 8 bits. Cứ mỗi
xung nhịp do Master tạo ra trên đƣờng giữ nhịp SCK, một bit trong thanh ghi dữ liệu
Có thể tải các dữ liệu thƣờng dùng lên để có thể truy cập, sử dụng ở bất kỳ đâu
có đƣờng truyền internet.
Dữ liệu trên máy chủ đƣợc đồng bộ với một ổ dữ liệu trên máy tính cá nhân,
thiết bị di động, do đó thao tác Copy, Paste nhƣ việc sử dụng máy tính bình
thƣờng.
Chia sẻ file cho ngƣời khác bằng cách gửi đƣờng dẫn (link) để ngƣời nhận
download, do vậy email sẽ nhẹ, gửi nhanh, nhận nhanh đồng thời không làm
tăng dung lƣợng hòm thƣ ngƣời nhận nhiều.
Dữ liệu trên máy chủ của Google đƣợc đảm bảo an toàn theo chính sách bảo
mật của Google.
Google Drive bao gồm một bộ các ứng dụng tiện ích văn phòng: Spreadsheet
(bảng tính), Form (biểu mẫu), Docs (tài liệu), Presentations (trình bày) và nhiều ứng
dụng khác nhƣ: Drawing (bản vẽ), Fusion Table (biểu bảng), Script (tập lệnh),... đƣợc
Google cung cấp miễn phí cho ngƣời dùng với dung lƣợng lƣu trữ lên đến 15GB.
Google với nền tảng đám mây cho phép ngƣời dùng có thể tƣơng tác, đồng bộ dễ
dàng với Google Drive và các dịch vụ khác của mình thông qua các trình duyệt hoặc
ứng dụng trên máy tính, điện thoại và các thiết bị thông minh khác.
2.2.2 Google Spreadsheet
Google Spreadsheet là một trong số các ứng dụng nằm trong Google Drive, cho
phép ngƣời dùng lƣu trữ thông tin, dữ liệu dƣới dạng bảng tính tƣơng tự nhƣ Microsoft
Excel trong Office nhƣng nó hoạt động trên nền web.
Việc đƣa dữ liệu vào lƣu trữ trong Google Spreadsheet có thể đƣợc thực hiện
thông qua nhiều cách nhƣ: ngƣời dùng tự nhập hoặc nhập dữ liệu thông qua Form hoặc
nhập dữ liệu thông qua lập trình Script.
Ngoài ra, Google Spreadsheet còn cho phép chúng ta chèn thêm hình ảnh, biểu đồ
và nhiều tiện ích khác vào trong bảng tính.
10
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
ngƣời sử dụng có một cái nhìn trực quan và bao quát hơn về sự thay đổi của các dữ
liệu. Nhóm sử dụng cách tạo biểu đồ bằng cách nhúng những đoạn Javascript vào trang
HTML của mình, tuy cách này sẽ phức tạp hơn nhƣng việc nhúng các script này sẽ cho
chúng ta một biểu đồ trực quan, sinh động hơn, hiển thị đƣợc nhiều thông tin hơn, đồng
thời chuyển đổi qua lại giữa các biểu đồ cũng dễ dàng hơn. Và đặc biệt, là có thể tƣơng
tác với chúng.
2.3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C/C++ VÀ MỘT SỐ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
WEB
2.3.1 Ngôn ngữ lập trình C/C++
Ngôn ngữ lập trình C/C++ là một trong những ngôn ngữ lập trình hƣớng đối
tƣợng mạnh và phổ biến hiện nay do tính mềm dẻo và đa năng của nó, cú pháp cũng
tƣơng đối đơn giản và dễ hiểu,... đƣợc viết không chỉ cho các ứng dụng thông thƣờng
mà còn cho những chƣơng trình hệ thống lớn.
Trong đề tài, ngôn ngữ C/C++ đƣợc sử dụng để lập trình cho các board Arduino
giao tiếp với các cảm biến và linh kiện.
2.3.1.1 Ngôn ngữ lập trình C
C là một ngôn ngữ mệnh lệnh đƣợc phát triển từ đầu thập niên 1970 bởi Dennis
Ritchie để dùng trong hệ điều hành UNIX. Từ đó, ngôn ngữ này đã lan rộng ra nhiều
hệ điều hành khác và trở thành một những ngôn ngữ phổ dụng nhất.
C là một ngôn ngữ lập trình tƣơng đối nhỏ gọn, vận hành gần với phần cứng và
nó giống với ngôn ngữ Assembler hơn hầu hết các ngôn ngữ bậc cao.
Ƣu điểm của ngôn ngữ C là rất mạnh và linh động, có khả năng thể hiện bất cứ ý
tƣởng nào, chạy nhanh, cú pháp đơn giản, tƣờng minh, tập lệnh đầy đủ và có thể tái sử
dụng các hàm hay thƣ viện hàm do ngƣời lập trình khởi tạo.
2.3.1.2 Ngôn ngữ lập trình C++
C++ là ngôn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng đƣợc phát triển trên nền tảng của
ngôn ngữ C. Do vậy, C++ có ƣu điểm là kế thừa đƣợc các điểm mạnh truyền thống của
ngôn ngữ C nhƣ uyển chuyển, tƣơng thích với các thiết bị phần cứng.
API đƣợc Google cung cấp đầy đủ và miễn phí. Đề tài sử dụng GAS để viết chƣơng
trình hỗ trợ việc upload dữ liệu từ cảm biến lên Google Spreadsheet.
2.4 GIỚI THIỆU GIAO THỨC HTTP VÀ HTTPS
2.4.1 Giao thức HTTP
HTTP (Hypertext Transfer Protocol hay Giao thức truyền siêu văn bản) là một
giao thức không trạng thái (stateless) nằm ở tầng ứng dụng, đảm nhiệm việc giao tiếp
giữa các hệ thống phân tán với nhau, và nó là nền tảng của web.
HTTP đƣợc ứng dụng để truyền tải tài liệu và các tệp siêu văn bản giữa máy chủ
Web (Web server) và máy khách Web (Web client) thông qua một trình duyệt Web.
HTTP cho phép giao tiếp giữa rất nhiều loại server/client với nhau, chủ yếu thông qua
TCP/IP, tuy nhiên bất kỳ giao thức đáng tin cậy nào khác cũng có thể đƣợc dùng. Cổng
giao tiếp chuẩn là 80, tuy nhiên có thể dùng bất kỳ cổng khác. Giao tiếp giữa client và
server dựa vào một cặp request/response. Client khởi tạo HTTP request và nhận HTTP
response từ server gửi về. Mô hình hoạt động của giao thức HTTP nhƣ hình sau:
Hình 2. 5 Mô hình giao tiếp Client-Server của giao thức HTTP 5
Trong giao thức này có một số phƣơng thức để gửi yều cầu từ máy khách (Client)
đến máy chủ (Server) nhƣ: GET, POST, PUT, DELETE, HEAD,... Trong đề tài sử
dụng phƣơng thức GET để đƣa dữ liệu cảm biến từ board Arduino lên web server.
-
5
Phƣơng thức GET: là phƣơng thức dùng để gửi yêu cầu từ Client lên Server để
gửi hoặc cung cấp dữ liệu thông qua đƣờng dẫn URL (Uniform Resource
Locator) nằm trên thanh địa chỉ của Browser. Server sẽ nhận đƣờng dẫn đó và
phân tích trả về kết quả cho Client. Phƣơng thức GET có tốc độ xử lý và thực
/>15
ảnh và đồ hoạ phát triển một cách mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống.
Quá trình xử lý ảnh đƣợc xem nhƣ là quá trình thao tác ảnh đầu vào nhằm cho ra ảnh
kết quả nhƣ mong muốn.
Sơ đồ tổng quát của một hệ thống xử lý ảnh :
16
Thiết kế và thực hiện hệ thống hỗ trợ cảnh báo nguy cơ sạc lỡ bờ sông
Hệ quyết định
Thu nhận ảnh
(scanner,
camera,sensor…)
Tiền Xử Lí
Trích chọn
đặc điểm
So sánh rút ra
kết luận
Hậu xử lí
Lƣu Trữ
Hình 2. 7 Các bƣớc cơ bản của một hệ thống xử lý ảnh
2.5.1 Một số khái niệm cơ bản trong xử lý ảnh
Ảnh: là tập hợp hữu hạn các điểm ảnh với mức xám phù hợp dùng để mô tả ảnh
gần với ảnh thật. Số điểm ảnh xác định độ phân giải của ảnh. Ảnh có độ phân giải càng
ngƣỡng thì mức xám sẽ đƣợc điều gán bằng 255, và ngƣợc lại mức xám sẽ bằng 0.
Phân ngƣỡng ảnh sẽ chuyển ảnh mức xám thành ảnh nhị phân. Một ngƣỡng đƣợc xem
là tốt nếu sau quá trình phân ngƣỡng, ảnh thu đƣợc có thể giữ lại những chi tiết mong
muốn và loại bỏ các chi tiết thừa.
Trƣớc khi ứng dụng kỹ thuật này vào hình ảnh thực tế nhóm đã xử lý ảnh chụp
của một tờ giấy trắng đặt trên bàn gỗ để kiểm tra các giải thuật xử lý ảnh có thực hiện
đúng yêu cầu đề ra hay không. Hình 2.8 dƣới đây bao gồm ảnh chụp từ camera sử dụng
trong đề tài và ảnh sau khi phân ngƣỡng với độ phân ngƣỡng 110.
Hình 2. 8 Ảnh màu (ảnh trái) và ảnh đã phân ngƣỡng của một tờ giấy trắng (ảnh phải)
2.5.2.2 Giới thiệu kỹ thuật lọc đường biên Sobel
Khái niệm đƣờng biên : biên là một vấn đề chủ yếu trong phân tích ảnh vì các kỹ
thuật phân đoạn ảnh chủ yếu dựa vào biên. Một điểm ảnh có thể đƣợc coi là điểm biên
nếu tại đó có sự thay đổi đột ngột về mức xám. Tập hợp các điểm biên tạo thành biên
hay đƣờng bao của ảnh. Ví dụ : trong ảnh nhị phân có một điểm gọi là biên nếu nó là
điểm đen và có ít nhất một điểm trắng lân cận.
Có nhiều kỹ thuật lọc đƣờng biên nhƣ Sobel, gradient, prewitt, ... Nhƣng với đề
tài này, nhóm đã chọn kỹ thuật Sobel. Kỹ thuật Sobel sử dụng tích chập ảnh theo 2
hƣớng x và y, ta có:
Hx = (
)
18
Copyright: Tài liệu đại học ©