农田图像采集与无线传输系统设计

结合ZigBee和GPRS,设计了农田图像采集与无线传输系统。系统由MESH型ZigBee图像采集网络和远程服务器构成,服务器与ZigBee网络的协调器通过GPRS网络进行数据传输。基于V4L技术采集了农田图像,阐述了JPEG压缩和解压缩流程,使用改进的离散余弦变换减小了图像压缩的运算量,并对压缩后的图像作了数据分组和校验,保证了数据传输的可靠性。在选定农田对系统进行实地测试,系统能够顺利采集图像,无线传输成功率为76%,同时分析了传输一幅图像的理论最短时间和实际平均传输时间产生的差异。     

基于无线图像传感器网络的农田远程监测系统

为了实时获取农田图像和视频信息,提出了基于无线图像传感器网络的农田远程监测系统。针对当前图像传感器节点存在的不足,基于CMOS图像传感器和S3C6410嵌入式处理器设计了低成本、高分辨率的无线图像传感器节点,并研究了基于驱动层和应用层协作的分辨率实时调整算法,使得节点具备10种不同的分辨率,最高分辨率可达500万像素,而且分辨率可根据用户需求实时调整,以满足用户对不同图像精度的需求。采用Wi Fi技术构建无线图像传感器网络,并通过4G网络远程传输图像和视频到服务器。在服务器端开发了基于Web的可视化农田信息管理软件,实现对采集的数据进行有效存储、管理和应用,并为用户提供网络服务。部署了该系统并进行了长时间的运行测试试验,试验结果表明:系统可稳定地运行,能够根据远程指令采集并传输不同分辨率的图像,采集并传输1幅126 KB左右的图像平均耗时为5.36 s,网络平均丢包率为1.67%,客户端开启视频监控平均时延为3.48 s,视频播放流畅。     

基于GPRS和ARM的农田图像采集系统

设计了一种基于GPRS和ARM处理器S3C2410的农田图像采集系统。该系统利用CMOS图像传感器完成图像的获取,通过GSM的GPRS业务完成远程图像终端和监控中心之间的信息传输,保证了图像采集的高可靠性,降低了图像传输的通信费用,又使系统具有较好的可扩展性。     

基于嵌入式机器视觉的水稻秧盘育秧图像无线传输系统

杂交稻机械化秧盘精密播种育秧过程中需要人工实时监测,以保证秧盘播种性能,为解决传统人工长时间户外、低效的监测方式,设计了基于嵌入式机器视觉的水稻秧盘育秧图像无线传输系统。系统由嵌入式开发平台、无线Wi Fi网关、高清网络摄像头、红外传感模块、远程服务器等组成。嵌入式开发平台采用Tiny4412开发板,并在其上移植Linux系统、摄像头驱动、GPIO口驱动;采用Qt开发工具,完成图像采集、实时显示,并设计出友好的人机交互界面;利用Jpeglib静态库对图像进行数据压缩;利用无线Wi Fi局域网、嵌入式系统和远程服务器按照规定的协议通过Socket通信进行数据传输。远程服务器基于Netty框架对采集到的图像数据进行校验、实时显示和保存。试验结果表明,不同分辨率图像的无线传输速率均满足育秧流水线实时作业要求,JPEG格式的图像经过数据压缩,其传输速率大大提高;嵌入式采集终端能够稳定采集播种秧盘图像,并成功地上传到服务器,网络平均丢包率为0.23%,误码率为0.23%。     

面向农业移动管理的信息获取技术

基于移动终端、嵌入式GIS和无线通讯等技术,设计了面向田间交互管理的农业移动管理系统技术框架,研究了农田信息无线采集与传输、基于位置的图像获取、GPS虚拟差分数据获取和无线数据传输等技术,开发了农业移动管理系统原型.移动终端具有GPS定位与导航、GPS照相、照片编辑与查看、专题图制作、属性信息查询、农田网格划分等功能.初步应用试验表明,该原型系统可应用于农田移动管理.     

基于嵌入式技术的农田信息远程采集系统

根据农田信息远程监测的特点, 提出了一种基于嵌入式系统和无线远程通信技术相结合的系统解决方案.该系统以ARM7 CPU 为硬件核心, 通过μC/ OS-Ⅱ嵌入式操作系统的调度与管理, 实现农业信息的实时采集与处理, 然后经由GPRS 无线移动通信模块发送至数据中心服务器.服务器接受数据,并采用ASP.NET技术实现动态WEB 发布.该系统的实现满足了农田信息远程监测的各种需要,为农田信息现代化提供了重要支持.     

基于ZigBee和3G的多污水处理厂监控系统设计

为了实现快速准确地采集多污水泵站和处理厂信息,提出了基于ZigBee和3G技术的远程多污水处理厂协同监控系统.该系统主要由污水处理厂信息监测网络节点、嵌入式ARM＋DSP开发模块3、G/GPRS传输网络与Internet网络、远程服务器控制中心端组成.在污水处理厂现场,使用传感器节点采集各种所需信息,通过ZigBee无线传感网将各种信息上传到上位机,然后上位机通过网关节点集成移动通讯网络,利用3G/GPRS网络实现与Internet的信息交互,完成多泵站和污水处理厂数据的自动采集、无线传输以及Web方式下的参数远程设置和信息实时监测.采用该系统后,污水处理厂的污水处理量最少增加了5.2%,千吨水电耗最少下降了5.4%,剩余污泥量也均比采用前有明显的下降.     

灌区灌溉设施及农作物图像采集器设计

根据图像监测蕴含信息丰富而且信息直观、明了的特点,在分析总结国内外灌区信息化建设的基础上,研制出一套适合灌区应用的嵌入式Linux图像采集系统,实现图像的采集与处理;再利用3G无线传输"实时在线""自如切换""高速传输"等优点,实现图像的传输,设计了一种轻便小巧、低功耗的嵌入式系统来对灌区进行远程监测。     

基于远程监控的农业气象自动采集系统设计

针对传统农业气象观测和当前传感器技术系统、方法存在的不足,设计了一套基于远程监控的农业气象自动采集系统,其硬件设备由农田小气候信息采集前端、视频图像信息采集前端、数据采集装置、数据传输装置和供电设备组成。该系统实现了农田小气候和视频图像信息参数采集与传输的高度集成,自动采集降水量、气温、空气湿度、风速、风向、光合有效辐射、土壤温度、土壤湿度和农作物视频图像信息,并通过远程客户端软件实现各要素信息的实时动态显示和远程监控。通过在郑州市、鹤壁市、温江市和荆州市开展的采集试验和系统试运行表明,系统显示出较好的稳定性,农田小气候和视频图像要素数据的采集、传输、动态实时显示与远程监控等各项功能均可满足各级用户需求。     

基于ZigBee和3G技术的设施农业智能测控系统

为满足设施农业对精准控制与实时视频的要求,提出将基于ZigBee与3G技术的无线远程传感网络应用于设施农业中,构建一种高效的设施农业远程精准测控系统.该系统通过ZigBee无线传感网络实现本地环境信息的无线采集并上传到嵌入式服务器端.通过3G网络与Internet无缝连接,实现大范围的无线接入,采用B/S模式,实现远程实时监控环境信息与视频信息.通过内嵌的专家系统模型,实现自动化、智能化控制.试验结果表明,该系统性能稳定,信息无线采集与传输、环境自动调控及远程可视化调控均达到实际需求,同时具有很高的实时性及可扩展性.     

采摘机器人移动果实目标跟踪研究——基于云存储和无线传感器网络

提高采摘机器人对运动目标的定位能力是提高机器人采摘精度的重要途径,但对于运动果实目标的跟踪和识别需要实时处理大量的图像数据。为有效处理并利用无线传感器实时采集待采摘果实图像,提出了一种基于Hadoop云平台的图像并行处理方案。为了验证方案的可行性,设计了具有运动图像采集和无线传感网络传输功能的采摘机器人,并搭建了基于云存储并行计算的图像抓取平台,利用无线传感器采集的果实图像资源作为原始数据集,对运动待采摘目标进行了图像识别。实验结果表明:采用该方案可以成功地获取运动果实的位置信息,且采摘机器人成功采摘率较高,对于高精度采摘机器人的设计研究具有重要的意义。     

面向精准灌溉的无线农田温湿度检测系统

从精准灌溉的需求出发,针对农田种植区域广、数据采集量大、信息实时传输难的特点,设计了基于nRF24L01无线传感器网络与GPRS相结合的农田信息采集系统,一方面解决了无线传感网络远程数据传输问题,另一方面解决了GPRS在特定区域内有较多检测点时,成本过高等问题。通过试验表明,该系统能够在实际生产过程中减少人力操作和人工测量的误差,降低农业生产的成本,并可以实现农田信息自动精确的实时采集。     

基于MS10的田间无线精准灌溉系统

为解决目前我国农业上主要农作物群体存在的自动化灌溉程度不高问题,研制一款基于土壤墒情传感器MS10的田间无线精准灌溉系统。该系统主要有3个重要的组成部分:上位机监控系统、无线数据传输通道和下位机数据采集器。该系统可根据用户在上位机设置的土壤墒情上、下范围自动控制电磁阀的开闭使土壤墒情值始终保持在一个范围内。该传感器是根据频域反射法(FDR)原理制成,精度高、反应快。该系统总体运行稳定、功耗较低、操作方便简单,对于目前我国农业存在问题的解决针对性强,有较好的实用价值和市场推广价值。     

基于GPRS的土壤信息采集系统

基于GPRS无线传输技术,针对土壤信息采集系统,通过基于51单片机的无线传输系统的优化设计和测试,建立了土壤信息无线传输系统的软硬件平台,形成了基于GPRS技术的土壤信息采集系统的设计依据和方法,为后续研究和技术普及奠定了基础。     

无线传感网技术在水产养殖环境参数监测中的应用

针对国内水产养殖存在的在线监测系统受到现场条件限制,检测点不易更改和扩充,在恶劣和危险环境难以推广等问题,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术设计一个水产养殖环境参数监测系统。对传感器节点进行设计,对养殖环境信号的采集、处理方法进行研究,为ZigBee网络降低了数据流量,在此基础上组建Zig-Bee网络,用于数据传输。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,以ZigBee CC2430芯片为核心控制单元的传感器网络节点实时采集水体温度、溶氧量浓度和pH值等环境数据,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和网络路由监测功能。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,适用于不便直接连线的水产养殖环境监测场合应用。     

基于ARM田间无线图像嵌入式系统的研究

针对目前大面积田间管理存在的不足,应用图像处理技术与无线通信技术,设计了基于ARM田间无线图像嵌入式系统。该系统包括图像采集终端和图像监控计算机两部分。图像采集终端根据图像监控计算机的指令采集图像数据,对图像数据进行处理后,将数据通过GPRS网络传送至图像监控计算机;图像监控计算机实时接收、解压缩和显示图像数据,实现用户对现场的实时图像监控。研究设计表明,该系统具有结构简单、功耗低、可扩展性强和移动灵活等特点,特别适合大面积田间管理,具有较强的实时性和可靠性。     

基于远程通信的数据采集技术在市政监控中的应用

随着城市建设的不断发展,对城市设施实行数字化管理的需求越来越迫切。为提高城市市政综合管理能力和降低城市管理系统运行成本,设计一个基于远程通信的城市设施数字化管理系统。阐述该系统的整体设计思路及系统结构,介绍上位软件与下位设备的构建方案。经实际应用,该系统实现了预期功能。     

农作物图像及温湿度无线远程监测系统设计

利用嵌入式系统进行数据采集处理,结合GPRS网络进行数据传输的技术日益成为现今数据采集的趋势.为此,对远程数据采集和无线网络传输在农作物图像及温湿度监测的系统进行了研究,实现了此项应用需求.硬件采用C8051F单片机,将远程农田作物的图像数据和温湿度监测数据进行格式化封装,通过GPRS网络以SOCKET方式进行网络通信实现数据远程无线传输.该系统在现代农业远程监控领域具有广泛的应用前景.     

基于FPGA的脱绒棉种色选机实现

通过对当前脱绒棉种分选实现方法的对比,给出了一种双CCD(Charge-coupled device)检测FPGA(Fieldprogrammable gate array)分选实现的方法。通过图像采集模块、数据传输模块和分选模块的分析与设计,结合仿真分析和测试试验,验证了色选机系统效果。其中,图像采集模块采样彩色线阵CCD对脱绒棉种进行成熟度信息采集、黑白线阵CCD对棉种进行完整度信息采集;数据传输模块完成采集数据的传输任务;分选模块依据成熟度和完整度信息对棉种进行判别分析。试验结果表明,色选机系统能够完成对棉种特征信息的采集、数据传输以及分选判别工作,能够满足色选机设计要求。