面向智慧农业的智能视觉监控系统的设计与实现

发布时间：2023-02-10 19:54

　　我国是一个农业大国,随着科学技术的不断进步,设施农业的发展越来越迅速,智慧农业必将成为现代农业未来发展的趋势。农业环境监测与控制作为现代农业的重要组成部分,是掌握农业环境信息和农作物生长状况的有效手段。在农业生产过程中,土壤温湿度、环境温湿度、雨量、风速、CO₂浓度等多种自然因素共同影响农作物的生长。传统农业粗放的管理方式,无法对农业环境信息实现精细化、智能化管理。将现代工业控制技术、无线通讯技术以及嵌入式技术等应用于农业生产中,能够改进农业生产管理模式,提高农业生产效率。本文设计了一套面向智慧农业的智能视觉监控系统。系统利用多种传感器采集不同种植区环境中温湿度、CO₂浓度以及光照强度数据,并经由ZigBee无线传感网络,将数据传送至协调器节点。协调器节点控制外围设备,并通过RS232串口与嵌入式主控制器通信。嵌入式主控制器端通过摄像头获取植物生长视频信息,经H.264编码方式对视频进行压缩处理,通过TCP协议与PC服务器端建立连接,结合基于克隆选择算法和K近邻算法的叶片识别分类器,将结果显示在基于Qt设计的上位机界面。根据识别结果调用不同控...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状和发展趋势
    1.3 智慧农业发展趋势
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 基于图像处理的叶片识别分类器设计
    2.1 引言
    2.2 图像预处理
        2.2.1 图像灰度化
        2.2.2 叶片图像降噪
        2.2.3 图像分割
        2.2.4 图像轮廓提取
    2.3 叶片特征提取
        2.3.1 几何特征
        2.3.2 纹理特征
    2.4 植物叶片识别分类器设计
        2.4.1 AIS与CSA原理
        2.4.2 K近邻算法原理
        2.4.3 基于CSA的KNN的分类器设计
    2.5 实验结果与性能分析
    2.6 本章小结
第3章 系统整体硬件结构设计
    3.1 引言
    3.2 系统总体设计
    3.3 系统硬件设计与选型
        3.3.1 供电电路设计
        3.3.2 复位电路设计
        3.3.3 USB接口电路的设计
        3.3.4 SP3232电路的设计
    3.4 无线传感器网络设计
        3.4.1 CC2530处理器
        3.4.2 CC2591功率放大电路
    3.5 外围控制电路设计
    3.6 传感器的选型
        3.6.1 温湿度传感器
        3.6.2 CO2浓度传感器
        3.6.3 光照强度传感器
    3.7 USB摄像头的选择
    3.8 本章小结
第4章 系统软件设计与实现
    4.1 引言
    4.2 无线传感器网络模块
        4.2.1 无线传感器组网方案
        4.2.2 协调器节点软件设计
        4.2.3 终端节点的软件设计
        4.2.4 传感器节点的部署
        4.2.5 控制模块软件设计
    4.3 开发环境的搭建
        4.3.1 Qt开发环境搭建
        4.3.2 SQLite的移植
    4.4 PC端软件设计
        4.4.1 PC端界面开发
        4.4.2 PC客户端通信设计
        4.4.3 嵌入式主板软件环境搭建
    4.5 摄像头部分软件设计
        4.5.1 USB摄像头软件驱动设计
        4.5.2 视频监控软件设计
        4.5.3 图像截取功能的实现
    4.6 本章小结
第5章 系统测试
    5.1 引言
    5.2 系统硬件环境搭建
    5.3 系统各部分功能测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3739815