基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计

【目的】设计一种垃圾信息自动采集系统,实现垃圾信息智能化自动采集。【方法】拟定一种基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计方案,系统设计方案包括硬件和软件两部分,其中系统硬件包括人体感应模块、箱门控制模块、重量检测模块、图像采集模块等,系统软件包括箱门自动控制功能、垃圾图像信息自动采集和传输功能。根据设计方案,将各个模块进行调试,测试系统的稳定性。【结果】系统可实现连续工作72 h,当物体靠近人体感应模块,距离小于5 cm,箱门控制模块舵机正转,10 s后舵机反转回到初始位置,模拟垃圾投入垃圾箱,箱门自动打开和自动关闭功能;将物体放到重量检测模块,模拟垃圾放入垃圾箱入口检测单元,几秒后图像采集模块将垃圾图片通过串口传输到上位机串口调试助手显示,实现垃圾进箱后的图像自动采集功能。【结论】各个模块经过调试安装,相互作用,实现了预期的箱门自动开闭功能和图像自动上传功能,该系统运行稳定、可靠。     

基于ARM的大田视频采集模块设计

开发了一种农业视频监控系统,采用主控芯片为S3C2440的FL2440开发板和芯片是Z301的USB摄像头来共同构成模块的硬件操作平台。该模块是对嵌入式Linux内核的剪裁、制作和烧写。同时,对USB摄像头驱动程序、视频采集程序、LED实时显示程序和网络传输程序的设计过程进行了详细的描述,且在农田中进行了模块的现场调试。该大田视频采集模块的成本低廉、性能稳定、功耗低,它采集到的视频图像不仅能显示在LED上,还能通过网络传输程序传输到PC机进行显示,且所显示的视频图像非常地清晰和连贯,符合地理环境上的需求,促进了农业信息化的发展。     

基于多光谱成像技术的猪肉新鲜度无损快速检测装置

基于多光谱成像技术设计了猪肉新鲜度的关联复合品质参数无损伤快速检测装置,包括硬件与软件设计.硬件系统由单片机控制单元、光源单元、图像采集单元、数据处理单元和LCM液晶显示单元组成,软件系统在ICCAVR开发环境下设计,采用C语言编程,包含图像采集模块、滤光片切换模块、LCM显示模块、与PC机通信模块等.经过软件与硬件系统调试、实验,该装置检测速度为每10s检测一个样品,具备无损伤、快速检测的功能.     

基于嵌入式Linux的灌区信息采集系统设计

针对灌区管理领域中对灌区现场信息进行实时监测的实际需求,基于ARM9硬件平台以及嵌入式Linux操作系统设计和实现了一种灌区信息采集系统。该系统以嵌入式微处理器S3C2440为核心,通过温湿度、降雨量传感器和COMS摄像头采集灌区多点的气象及图像信息,利用socket套接字通过3G网络平台将数据信息发送到PC上位机监测中心,实现了灌区信息采集、传输、处理的自动化、无线化,提高了灌区数字化管理水平。     

全地形智能采摘机器人电路设计

【目的】解决农业采摘机器人控制电路简洁性欠佳、稳定性差、成本高昂的问题,助力农业采摘机器人的推广普及。【方法】课题组对全地形智能农业采摘机器人行走、避障及采摘控制电路进行了设计。该电路包括核心控制器模块,与核心控制器模块输入端连接的超声波测距模块、摄像头模块、压力感知模块和红外测距模块,与核心控制器模块输出端连接的左行走电机驱动电路、右行走电机驱动电路、摄像头旋转电机驱动电路、摄像头俯仰舵机驱动电路、底座旋转电机驱动电路、旋转臂驱动电机驱动电路、摆臂驱动电机驱动电路、手爪旋转电机驱动电路和手爪驱动舵机驱动电路。各个模块有机配合,实现了全地形采摘机器人的智能路径规划和采摘。【结果与结论】本电路结构简单明了,具备高稳定性、高可靠性和强实用性,技术实现方便且成本相对低廉,功能完备且功能扩展性强,便于推广及应用,可搭配收获机械、喷淋设备等,也可投入抢险救灾、科考探测、物流运输等其他领域。     

基于WMSN的图像采集系统设计

分析了基于单片机系统的图像采集系统硬件和软件设计,也分析了软件的总体结构,特别对视频采集摄像头驱动程序进行了设计和调试,并在Visual C++开发环境下设计了远程监测中心PC机的应用程序,通过网络接收远程传来的图像信息,并加以处理,实现图像信息的网络远程接收、显示、存储等处理工作。研究结果表明,基于WMSN的图像采集系统应用于温室作物长势远程监测具有一定的可行性,且具有成本低廉、能耗较低等特点,为进一步分析图像采集系统提供研究思路和方法。     

基于物联网的生产数据采集实验系统设计与应用

【目的】传统的信息采集系统受设备、环境、人员等因素制约,采用人工法、摄像法采集信息存在周期长、成本高等缺点,且采集到的数据缺乏准确性、时效性、完整性,容易形成数据盲区,难以满足制造企业信息化、实时化的发展需求。【方法】课题组在工业工程实验室结合物联网技术构建了生产数据采集系统,借以对制造业车间数据采集进行模拟研究,结合需求分析,运用模块化方法对生产信息采集实验系统的总体架构、主控模块、采集模块、存储模块、展示模块等硬件设备进行了设计,再通过传感器、树莓派实现生产数据的实时采集、传输,并对处理分析后的数据通过OneNET平台进行了可视化展示。【结果】基于物联网的生产数据采集实验系统实现了对生产数据的采集以及车间生产状态的实时监控,验证了该系统的稳定性、时效性和可行性。【结论】由于系统开发经验有限以及其他因素的限制,目前仅将温度与湿度作为数据源上传至平台,在设备搭建、数据传输、系统集成等方面还存在不足与瑕疵,需要进一步研究完善。     

基于ARM的农机作业信息远程传输系统设计与实现

【目的】为了快速采集影响农作物成长的环境信息,提高生产效率及管理水平。【方法】针对现有农机作业信息远程传输系统产品功能单一、无线网络信号差、地块存在数据丢失等问题,笔者开发了基于ARM的农机作业信息远程传输系统,通过CAN总线采集作业数据信息,采用集成化SIM808模块采集卫星定位信息,设计远程数据传输协议。【结果与结论】笔者设计的基于ARM的农机作业信息远程传输系统结构精简,可实现农机作业数据空间信息远程传输,保证田间GPRS移动无线网络信号丢失时作业信息正常传输,系统丢包率低于0.2%,系统通信可靠性良好。     

基于PLC的小型智能喷药机控制系统的研究

【目的】为解决传统的手动喷药方式喷药量不精确、喷药范围难以控制、工作效率低等问题,亟需开发一种高效、可靠的喷药机控制系统。【方法】本研究首先介绍了PLC的基本工作原理,设计了一种基于PLC的小型智能喷药机控制系统,包括硬件和软件两个部分。硬件部分主要包括传感器、执行机构、PLC主控板和人机界面模块等;软件部分主要包括PLC编程的基本结构、PLC编程语言和PLC编程设计的流程等。【结果】该系统能够实现喷药量的精准调节、喷药范围的智能控制等功能,可以减少农药和化肥的浪费和污染,提高农业生产效益和农产品质量,具有良好的稳定性和可靠性。【结论】该小型智能喷药机控制系统可以应用于城市园林、果园、葡萄园、大田等多种作物的喷洒和施肥作业中,具有广泛的应用前景。     

农业温室大棚温湿度监控系统设计与应用

【目的】传统意义上的环境监控系统大都采用分散监控和维护的方式,不仅浪费物力、财力和人力,而且系统的可靠性相对较差,亟需解决这些问题。【方法】笔者提出了一种基于嵌入式技术的智能化农业温室大棚环境监控系统,该监控系统通过采用下位机和上位机两个独立的子系统,能够实现对农业温室大棚内部环境的多点网络式监控,应季节变化配置监控系统监测参数。【结果】温度调试模块、湿度采集模块运行良好,上位机界面显示正常,能够实现实时智能化的监督与控制。【结论】创新设计后的农业温室大棚温湿度监控系统不仅可以降低系统监控成本,给设备维护管理者提供便捷,提高其工作效率,还可以应用于其他任何需要环境监控的领域,有助于推进农业生产智能化进程。     

农药喷雾车远程数字化监控作业研究

【目的】传统的农药喷雾车工作模式存在效率低、费时费力、药剂浪费严重等问题,对于提高农业生产效益来说非常不利。【方法】笔者将物联网技术和数字化管理技术应用于农药喷雾车作业中,开发了以STM32、云平台为核心的农药喷雾车硬件管理平台,分析了农药喷雾车数字化智能监控系统总体框架、硬件及软件设计,数据采集部分采用GPS设备、风速传感器、液位传感器,作业视频监控采用网络摄像头,对车的行驶控制采用伺服电动缸和继电器,数据传输部分采用ESP8266WiFi模块和4G插卡路由器,后端服务器利用阿里云服务器,采用B/S架构和SQL数据库,数据经处理并实时控制农药喷雾车的行驶和作业状态。【结果】设计的农药喷雾车数字化协同工作平台功能正确,能完成对数据的采集和发送,实现农药喷雾车作业参数的远程监控管理和车辆工作的控制。【结论】该农药喷雾车多车辆作业数字化智能监控系统性能稳定,开发成本较低,减轻了人工劳动强度,提高了农作效率和质量,为农业设备的智能化和数字化提供了参考依据。     

基于OpenCV-Python和树莓派实现图像数据远程采集

随着智能技术在农业生产管理过程的应用,往往需要采集种植现场的大量图像和视频数据,以便构建AI所需的数据集。文章简述基于树莓派、摄像头、Linux系统、Python语言、Numpy和OpenCV等库,搭建实现远程自动图像采集并实时将图像数据传输至远程后台的装备。     

农业环境多路图像采集系统设计与实现——基于ARM和Linux

与视频采集卡等传统图像采集系统相比,嵌入式图像采集系统具有体积小、成本低、可靠性高等优点,在智能交通、远距离监控和计算机视觉等领域应用广泛。为此,主要研究了嵌入式Linux的数字图像采集技术在农业环境中的应用,详细讨论了s3c2440-Linux2.6.30.4平台下的多路图像采集终端设计和实现方法。系统下位机利用NandFlash模拟U盘存储介质,通过用户采集程序和USB图像采集设备采集现场农业环境;上位机采用VC++界面实现图像显示和保存。     

基于单片机控制的马铃薯质量分级系统的研究

设计了一种基于单片机控制的马铃薯质量分级系统,主要由摄像头、光照箱、红外对射检测模块、称重模块、单片机控制模块、步进电机模块和分级执行机构等组成。该系统可以完成马铃薯图像的实时采集、称重、显示、报警和分级等多项功能。研究表明,此系统可以完成对马铃薯的质量分级,分级的准确率和效率较高,符合实时检测的需要。     

基于图像处理的河蟹分级系统设计

【目的】传统的河蟹分拣方法主要依靠人眼识别,误差率大,耗时耗力,且易对河蟹造成损伤。随着机器视觉技术和人工智能的高速发展,基于视觉识别技术的河蟹分拣方法效率高、准确度高。【方法】课题组设计了一种基于品质智能分级技术的河蟹高效分级系统,通过使用不同等级的雌雄河蟹各20只进行分级试验,利用视觉模块的图像采集与图像处理技术采集河蟹图像,经过图像的灰度化、滤波、增强、图像分割和形态学处理消除环境干扰,结合河蟹雌雄判别技术和河蟹肥满度公式,计算得到河蟹公母与肥满度识别准确率指标。【结果】该系统的河蟹雌雄平均识别准确率为97.5%,肥满度平均识别准确率为97%,证实了分级装置的可靠性。【结论】该系统采用视觉识别技术进行河蟹无损检测,可以实现低损伤、高效率、高准确度识别河蟹,与传统人工相比提高了判别准确度,提升了分拣效率,大幅节省人力、物力,具有广泛的应用前景。     

基于单片机的智能电动车充电器模块化设计

【目的】解决传统电动车充电器充电过程中存在充电不足、过充电量大、电池组电压不同不能通用等问题。【方法】课题组采用模块化设计方法,设计一款基于STC8A8K64S4A12单片机的智能电动车充电器,优化了电源模块、电压采样模块、电流采样模块、温度检测模块、数控模块、单片机控制模块、显示模块等电路设计,改良了恒流—恒压—定时脉冲充电方法。【结果】仿真结果表明,该智能电动车充电器在充电过程中能够实时显示充电模式、充电曲线、电量、充电电压、充电电流、定时充电时间、剩余充电时间、预计充满时间等充电信息数据,能在48 V、60 V和72 V铅酸动力电池组上通用,采用优化的三段式充电方法充电。【结论】该智能电动车充电器具备三段式充电的优点,且过充电量小,能够有效防止充电过程中出现充电不足、误充等情况;经过长时间测试验证,该智能电动车充电器能够提高充电效率,延长铅酸动力电池的使用寿命。     

基于安卓系统农业智能移动机器人的系统设计

为了改善农民劳动环境和提高农业生产水平,设计了基于图谱识别的智能农业机器人,用来进行草莓采摘和移栽等。系统包括上位机Android手机和下位机单片机的设计,上位机利用Java语言开发安卓手机操作的客户端界面,利用Java构建APP后台操作平台,XML构建手机APP界面,使其通过Wi Fi模块与机器人通讯,实现对机器人进行图谱识别和远程操作等。下位机采用STM32F407处理器作为移动智能机器人的核心CPU,借助分布的方式实现对于机器人的控制,主要包括供电模块、电动推杆模块、驱动模块、摄像头模块、机械臂模块和通讯模块等。用户用手机可实现移动机器人远程操控和图像处理。测试表明:该农业移动机器人具有较强的可操作性,制造成本较低,使用价值高。     

嵌入式Linux图像采集器的研究

介绍嵌入式Linux系统下使用USB摄像头图像采集器的方法,给出了Intel XSCALE PXA27x处理器嵌入式图像采集系统的设计方案,并对如何编写Video4linux摄像头图像采集驱动程序进行了探讨。     

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%。     

基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为：通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。