如圖3.4.2.2-1所示，其所表達的是JPEG編碼的整個工作方式的原理圖，其流程主要為①色彩空間轉換及采樣，②正向離散余弦變化(FDCT), ③量化(Quantization)，④直流系數(shù)(dc)的差分編碼、直流系數(shù)(ac)的zig-zag掃描及行程編碼，⑤熵編碼(Entropy Coding)。

如圖3.4.2.2-2所示，為圖像處理模塊的整體流程圖。定時周期到達后，系統(tǒng)每次調用本程序模塊運行時都要先查看是否有來自上位機的控制云臺轉動的消息。如有則根據(jù)其參數(shù)將攝像頭轉動到合適的角度，然后再進行現(xiàn)場畫面的采集。系統(tǒng)每隔一段時間就采集一次經(jīng)模擬信號處理單元處理以后再經(jīng)A/D模塊轉換后的圖片數(shù)據(jù)。然后將相關數(shù)據(jù)傳寄到圖片壓縮模塊，實現(xiàn)對圖像數(shù)據(jù)的編碼處理。這樣使得圖像的數(shù)據(jù)更小、更容易在信道上傳播、也方便對圖像的保存和查看。經(jīng)壓縮編碼處理后的圖像數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸模塊送至上位機，上位機通過相應的JPEG解碼程序就可以實現(xiàn)對壓縮圖片的正常顯示，并將相關數(shù)據(jù)進行存儲以備以后查詢。整個JPEG圖像壓縮算法的具體實現(xiàn)流程參見圖3.4.2.2-3。

3.4.3上位機主要功能模塊的軟件實現(xiàn)

在上位機的各功能模塊中，主要的功能模塊就是對數(shù)據(jù)的分析和顯示。其程序流程框圖如圖3.4.3所示：

程序正常運行以后，在平時的工作模式下(大多數(shù)時間內)系統(tǒng)僅是接收來自下位機的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中并在屏幕上顯示出來便于地面監(jiān)控中心工作人員的查看。同時也可以調用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行分析，并將結果在屏幕上顯示出來。

如果下位機傳來的是報警信號，則系統(tǒng)除了存儲和顯示相關信息外，還會啟動地面緊急報警裝置，提醒監(jiān)控中心的人員井下發(fā)生緊急狀況，可以讓相關人員及時采取措施，將可能造成的危害降到最小。

當程序檢測到有控制信號產(chǎn)生以后，立即通過網(wǎng)絡給下位機發(fā)送強制控制信號，指導下位機完成控制動作。實現(xiàn)遠程監(jiān)控的作用。

3.5 系統(tǒng)預計實現(xiàn)結果

根據(jù)前面得分析，本次設計能夠成功的實現(xiàn)預定的功能，且滿足相關的性能要求。最終所完成的作品能夠及時的對瓦斯?jié)舛?、頂板壓力、粉塵濃度、水位和現(xiàn)場畫面等信息進行采集，并且經(jīng)過相應的針對各種信息的成型模塊處理以后，將結果實時傳輸?shù)轿挥诘孛娴谋O(jiān)控中心。而且根據(jù)某些特殊需求，其它連接在網(wǎng)絡上的通過驗證的主機也可以獲得這些信息。當檢測到得信號出現(xiàn)異常時，例如超出某個根據(jù)實際情況預設的范圍后，系統(tǒng)本身除自我調控以外還能夠及時的發(fā)出報警信息，提醒井下工作人員立即撤離，并由監(jiān)控中心的工作人員及時做出部署，盡量將損失盡量降低到最低。

上位機程序的運行預期界面如下圖所示：