基于磁导引的履带式小车作物图像自动采集系统设计与试验

为实现自动高效获取农作物的生长图像,设计了1种适用于旱田作物的高通量履带式小车图像采集系统。系统采用磁导引传感器和磁条实现小车在田间按路径自动行走;采用履带式小车底盘结构以保证系统在田间复杂环境下能稳定运行;在小车支架两侧分别安装俯视和侧视相机,可同时采集2个作物行的俯视图和侧视图,以提高工作效率;运用无线通信技术远程监控小车运行情况;系统顶端安装太阳能电池板,为小车在运行时补充电能。以盆栽玉米植株为研究对象,用该系统采集了玉米幼苗期到抽穗期的植株图像,结果表明,该系统运行稳定可靠,在旱田以0.1m/s速度作直线行驶时,绝对误差小于2cm,最小转弯半径为0.5m,连续采集模式下单个相机采集效率为30张/min,能满足实际需求。     

基于物联网的设施农业远程智能化信息监测系统的开发

作为新一代信息技术的重要组成部分,物联网的应用和推广已成为现代设施农业的发展趋势。针对现有农田、果林等大面积栽培种植区域土地利用率低、人力物力浪费严重等问题,开发一套基于物联网的设施农业远程智能化信息监测系统,设计无线局域网Zig Bee与无线广域网GPRS多网络融合的通信模式,构建底层无线传感网络(WSN),以采集农田作物生长及环境信息。基于组态软件设计信息中心显示界面,开发智能信息监测软件,以远程、实时监测现场农作物生长状态,集参数监测、网络通信、数据分析及图表显示为一体,突破地域限制,提高数据的共享性。结果表明,该系统性能稳定,在信息无线采集与传输、远程环境监测以及智能化分析等方面均满足实际需求,同时具有很高的实时性与可扩展性。     

一种低成本的农业现场视频/ 图像快速采集系统马翠

农业现场图像信息采集是农作物长势和病虫害分析的重要手段。结合嵌入式技术与B/S 架构,设计了1 个采用高清晰图像传感器罗技Pro9000摄像头的低成本农业现场视频/图像快速采集系统,并对系统的体系结构、通信子系统、采集、压缩与传输子系统进行了详细设计。系统采用大功率WiFi和快速ARM 平台S3C6410 处理器,基于V4L2 技术采集图像,采用JPEG 图像数据压缩技术能够大大地减少传输数据量,使得视频传输更加流畅。试验结果表明,本系统传输640伊480 大小的图像到远程服务器的图像传输成功率在300 m范围内可达到92%以上;在50 m内可达到视频20 帧/秒以上,在300 m的距离也能够达到6帧/秒以上的视频帧率,可以满足视频监控的需求。由于本方案基于ARM 平台设计,成本低,易于集成应用,非常适于大范围农业上开展应用。     

基于时序巡航图像的茶树生长监测研究

茶树在生长过程会发生各种变化,对茶树进行实时监测有助于及时发现其生长异常状况,并采取有效手段减少经济损失、提高茶叶品质和产量。该研究设计了1个茶树生长图像监测系统,在茶园中架设1台可变焦云台摄像机,将茶园划分为若干监测区域,利用摄像机的变焦和转动获取监测区域的视频流,实现茶树生长的实时监测。定时对各监测区域进行图像抓拍,并按监测区域和时间保存到茶树生长图像库。通过对茶树生长图像库的分析,可以得到茶树的嫩芽萌发情况、病害发生过程、营养缺失情况等生长信息,以及光照、天气变化等环境信息。通过茶树图像的颜色特征参数与含氮量之间的回归分析,得到茶树含氮量的快速监测模型,平均相对误差在6%以内。本系统为获取茶树生长信息提供了一种快捷、简便、经济的技术手段,同时也适用于其他作物的生长监测。     

基于物联网的智慧农业系统设计

为解决传统农业生产率低、经营管理落后等问题,设计并实现了一种基于物联网的智慧农业系统(SASIOT):采用混合网(ZigBee和WiFi)实现了对农田自然条件参数的采集和农作物生长状况实时监控,极大改善了农业生产效率与管理水平;采用基于正三角形网格的土壤温湿度传感器部署方法,使传感器有效覆盖率达到最大。该系统具有实时采集农作物生长区块的土壤温度和湿度、环境温度和湿度、风速等自然条件参数来监测农作物生长条件以及通过实时视频来观测和分析农作物生长状况功能,为实施农业环境信息自动检测、对环境进行智能控制和科学管理提供有效依据,具有实时监测、智能管理等优点。该系统投入实际应用后,可极大改善地区农产品品质和质量、提升农业生产效率与管理水平,对农业经济发展具有重要作用。     

基于ZigBee的智能农业管理系统设计

为了提高农业生产效率,降低人工劳动量,实现农业生产的智能化,设计了基于ZigBee无线传感器网络的智能农业管理系统.系统实现了对设施农业的空气温度、土壤温湿度、光照度、CO2浓度等数据信息的采集、传输和处理,并能对农作物生长环境进行自动调节,使农作物处于最佳生长环境,有效提高农作物产量,具有很高的实用推广价值.     

基于ARM和WI-FI技术的大麦田间监控系统设计

试验介绍了一种基于ARM和WI-FI技术的大麦图像采集与无线传输系统的设计.系统构建了基于Linux的嵌入式系统的无线监控网络,采用WI-FI无线通信技术,将大麦田间图像信息经由无线传感器网络和ARM控制器处理,在设计的视频采集软硬件控制下,实现了大麦生长视频信息的自动采集和无线传输,结果表明:搭建系统的客户端能满足25帧/s显示的视频流要求.该研究对发展现代农业生产和实现大麦栽培决策信息化具有重要意义.     

基于CC430的设施农业环境信息监测系统

为了有效监测作物生长的各种环境要素,针对复杂的设施农业环境设计了一种基于CC430单片机的设施农业信息监测系统。利用分布在设施农业大棚中的各个CC430传感器节点来监控作物生长的各种环境要素,将各个子节点采集到的数据通过无线传感网络发送给主节点,并通过主节点把环境信息汇总到上位机。上位机程序采用LabVIEW软件编写,实现实时的环境要素数据的波形显示和存储,同时参照一些农作物生长环境要素进行相应的提醒与报警。试验结果表明,该系统能成功采集设施农业中各个环境要素数据,并通过设定要素阈值来进行报警提示。     

基于WebGIS的广东省农作物生物灾害动态监测系统的研制

利用广东省农作物生物灾害监测体系的各指标因素,建立基于 WebGIS 平台的广东省农作物生物灾害动态监测系统. 本系统实现了生物灾害监测信息实时传输、自动分析、直观显示和信息发布,改变了传统的生物灾害信息的采集方法和传递技术以及生物灾害预测预报的方法,为广东省农作物生物灾害监测数据的管理、应用和决策提供了一个较为科学、统一、可靠的信息平台. 经过了1年的试运行,本系统稳定可靠,且具有较好的伸缩性和扩展性,能够很好地服务于广东省的农作物生物灾害防治工作.     

基于树莓派对农作物生长状况的监测

对于农作物在生长的过程,具有覆盖面积广、不同农作物生长环境也各不相同一系列的问题,因此对于农作物生长环境及调节成为了一个耗费人力物力的问题。为此引出一个农业物联网的概念,是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间物物相联的关系网络,通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。本研究用基于树莓派的摄像机以一个极低的视频帧率来捕获图片形式的信息,然后通过OpenCV来实现单张图片的获取及存储。与此同时,也可以很简单地将这些图片信息搬运到网络上比如阿里云的对象存储服务OSS,实现信息的实时共享,这样就能够将大范围的农作物生长状况的记录及统计以上述云记录的方法来进行实时监测。整个系统具有物联网技术应用效果,利用这样一个监测功能系统可以大大提高农作物监测的效率并且能够有效保证农作物生长的状况保持一个良好的状态。     

信息物理系统事件驱动下的农业气象监测系统

针对传统农业气象观测和当前传感器技术存在的不足,设计了一套基于信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)的气象远程监测系统。针对信息物理系统时空特性,基于节点事件驱动方法,建立了3层信息物理系统模型,并给出了时空事件建模方法。该系统由边缘设备负责感知,云平台负责计算,通过事件-行为模式保证时空同步性,实现了气象信息采集、传输和处理的高度集成,同时在网络边缘处应用卷积神经网络实现设备电量识别以自适应采集频率。通过在河北工业大学测试点开展的采集试验和系统模型试运行结果表明,系统表现出较好的实时性、稳定性和时空同步性,农业气象信息的采集、传输、处理和远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。     

基于RGB统计特征的农作物虫害图像感知系统设计

基于RGB统计特征,设计了一套农作物虫害图像感知系统,以实现对农作物生长状态的实时监测与分析。系统以视频服务器为核心,在连续视频采集周期内通过自相关函数的计算,筛选出消除外部随机干扰的基准图像,对相邻的基准图像进行差分运算,消除相似像素并滤波后统计其RGB特征值。最后,在视频服务器中用VC++开发了人机交互界面,移动客户端可以通过桌面远程控制实现与服务器数据同步。     

基于物联网的智慧农业管理系统设计

将结合多传感器应用,设计实现基于物联网的智慧型农业管理系统。该系统以多点布局的方式实时采集周边温度、土壤温湿度、土壤微量元素、二氧化碳浓度、太阳光量子等环境参数,利用多源数据信息,科学指导农业生产主体。研究网络中多传感器信息融合、数据信息处理方式、自动化调控效果及多尺度环境调控等内容,对农业综合生态信息实时监测,实现农作物精准自动化、信息化、智能化控制,有效提高农业生产效率。     

基于物联网的粮食仓库远程监测系统设计

为了解决粮食仓库监测与预警系统存在的监测信息不足、预警不及时以及缺乏远程监测与管理问题,设计了基于物联网的粮食仓库远程监测预警系统。该系统以Zig Bee芯片CC2530作为核心处理器实现仓库环境温湿度、粮食内部温湿度等数据信息的采集,利用火焰传感器R2868作为仓库明火探测器,应用多组对射型光电传感器作为粮仓的粮位检测元件并采用"竖直—等间距—平行"安装方式实现粮仓储量的实时监测;同时,系统通过GPRS(General Packet Radio Service)技术的应用和远程监测软件的设计,实现粮食仓库数据信息的远程实时监测与预警报警功能。试验结果表明,在远程数据传输过程中,系统的丢包率小于5%;系统对明火的报警响应时间为1.8 s;远程监测软件满足设计要求,能够有效地实现粮食仓库的远程监测与预警功能。     

基于nRF905与SIM300的田间无线多节点远程监测系统设计

为了实现农作物生长环境监测,针对传统有线数据采集距离短和成本高的缺点,利用远近距离无线数据传输技术相结合的方法实现田间环境测量。系统首先基于nRF905芯片建立节点间短距离无线传输网络,基于此路由节点再通过SIM300建立GPRS/Internet网络实现数据信息远距离无线数据传输,从而实现田间环境信息的远程监测和记录,为农业种植、灌溉等生产提供有效信息。最后,系统在开阔地与有障碍物的室内进行试验,结果表明系统运行稳定能获得较好的测量结果,并在130 m与80 m内的数据传输丢包率不高于10%,满足测量环境对系统的设计要求。     

农业气象服务气温监测系统设计及实现

介绍农业气象服务气温监测系统的主要功能、特点和技术路线及工作设想。根据各类作物的农业气象服务指标,计算气象要素数据,利用C/S与B/S结构相结合方法,实现春季不同类作物适宜播种时段的预报及作物生长期过程中的气温监测和预报。参考该系统可以进行播种安排和设施农业管理,满足不同作物的生长需求,在保证秧苗成活的前提下增加作物产量,减少气温变化给农作物带来的影响。     

基于Android平台的智慧农田远程监控系统开发

为了促进河南省智能农业的发展,基于视频监控、物联网传感器和网络通信等技术,初步设计开发了基于Android平台的智慧农田远程监控系统。在作物生长发育过程中,该系统可实现作物生长过程中的关键环境因子、作物长势以及视频图像等信息的远程实时采集和数据存储功能。在任何具备网络覆盖的区域,用户均可以通过手机进行24 h全天候不间断的监控,并且可以浏览获取数据,以便实时实地了解作物生长及环境信息。该系统具有功能实用、操作简单、界面友好、性能良好和安装部署方便等特点。在西华县农业科学研究所试验基地进行实际调试发现,该系统各项监测指标均达到要求,能够满足大田作物生长监测的需要。     

基于专家系统的智慧公共照明管理系统设计

公共照明在满足照明需求的同时,需要节能减排。以路灯为例,设计了基于专家系统的智慧公共照明管理系统。综合考虑了环境亮度、人流量、节约电能等因素,设计了智能调控路灯的决策库。通过socket套接字技术实现了传感器和服务器、服务器和路灯之间的通信。利用网络实现了用户界面和服务器之间的通信。基于jQuery和boostrap框架,用jsp和第5代html技术规划了人机交互界面,实现了监测设备状态和展示路灯控制效果等功能。仿真结果验证了所设计系统的有效性。     

远程农业监测信息系统设计与实现

针对农业信息远程监测服务需求和物联网农业应用背景,设计开发了农业信息远程监测和服务系统。系统将无线数据采集、远程数据传输和网络服务相结合,实现了远程、多目标、多参数的农业信息实时采集、显示、存储、查询和统计等功能。系统通用性和扩展性较强,在数字农业、农作物防灾减灾等领域具有良好的应用前景。     

基于ZigBee的大棚农业监测系统的设计与实现

为提高农业管理的网络化和智能化水平,降低大棚管理工作量,针对传统有线大棚农业环境监测系统信息存储的局限性、移动测量的不变性以及有线通信方式难以扩展、升级等缺点,设计出基于Zig-Bee无线传感器网络的大棚农业监测系统方案。通过对传感器节点的相关性能的测试和验证表明:该系统能够快速、可靠地对目标监测区域的温度、湿度、光照强度等影响农作物生长的因素进行远程采集和传输,大大减少人力投入、降低成本、提高农作物产量,具有实际应用价值。