【摘要】：為了有效實現在物聯(lián)網環(huán)境下對農田的智能灌溉調節(jié),采用計算機視覺特征分析技術實現對農業(yè)區(qū)域干旱的自動調節(jié)系統(tǒng)設計。提出基于干旱區(qū)域圖像特征分散控制的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)設計方法。主要由信號采集模塊、干旱區(qū)域的視覺分析模塊和物聯(lián)網傳感器的分散控制模塊構成,系統(tǒng)的設計過程中使用兩片AD5545芯片進行儲存,采用8通道同步視頻跟蹤方法進行視覺特征的采集,并通過圖像掃頻速率和脈沖寬度對干旱區(qū)域的進行跟蹤控制,再通過三級放大器進行監(jiān)控圖像的去噪處理,并把視覺監(jiān)控下的特征信息表現成多幅彩色圖像,通過提取監(jiān)控圖像的視覺信息特征,實現對農業(yè)區(qū)域的干旱調節(jié)。實驗結果表明,該系統(tǒng)用在農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)和灌溉控制中,性能穩(wěn)定可靠,具有較強的實用價值。
【圖文】：

第12期的220V交流電供電系統(tǒng)，采用兩個DC-DC電源轉換模塊分別將12V電壓轉換為5V和+/-15V電源，提供給視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)進行智能供電，針對農業(yè)干旱調節(jié)系統(tǒng)在野外環(huán)境下工作需求，提出采用串行差模信號對其進行供電數據傳輸，得到視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)的供電結構框圖如圖2。圖2系統(tǒng)的供電模塊結構框圖Fig.2Structurediagramofpowersupplymoduleofsystem視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)的主控模塊采用LCDDMA、LPC3600、VIDPRCS、時序控制邏輯五部分組成，時序控制邏輯自動連續(xù)XY坐標轉換方式，s3c2440集成了4線制電阻式進行計算機視覺圖像采集，并進行物聯(lián)網環(huán)境下的計算機視覺特征采集，為進行區(qū)域干旱調節(jié)特征輸入提供基矗采用SVM分類鎖定干旱區(qū)域的視覺特征，則提取到的視覺物聯(lián)網下的農業(yè)干旱區(qū)域的特征像素為：I(x)=J(x)t(x)∑n=0N-11mn+expìíüyt-(θ-θ0)22σ2θA(1-t(x))（1）式中，θ0是干旱區(qū)域的不規(guī)則點信息素方向，δθ是拉格朗日乘數。假設在視覺特征采集信道中，ηm(x,y)為紅外遙感采集到的視覺物聯(lián)網下的總功率，圖像采集噪聲干擾為n=0,D-1=∞，通過能量最小化約束方法進行視覺物聯(lián)網下的農業(yè)干旱區(qū)域的步進跟蹤，得到邊緣輪廓信息的監(jiān)控輸出為：x(k/k)=∑jmxi(k/k)uj(k)I(x)（2）P(k/k)=∑jmuj(k/k){Pj(k/k)+[xj(k/k)-x(k/k)][xj(k/k)-x(k/k)]T}（3）其中，uj(k)為視覺傳感器數據采集能量包絡幅值，xi為灰度向量信息，對監(jiān)控的農業(yè)區(qū)域干旱部分的紋理結構信息進行平滑濾波，計算出干旱區(qū)域的視覺圖像x(t)的第n個干旱點的

θ-sinθsinθcosθéêùúξη（5）干旱區(qū)域的觀測方程的離散形式為：x(k+1)=Φi(k)x(k)+wi(k)i=1,2,,mz(k)=Hi(k)x(k)+vi(k)i=1,2,,m（6）其中，ξ為視頻步進跟蹤的迭代步數，η為檢測閾值。通過對視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)的供電模塊，特征像素情況，監(jiān)控輸出值，干旱點的分量情況，控制及離散的形式這六方面進行分析可知，在滿足這6種情況下，可實現對農業(yè)區(qū)域干旱的視覺特征提取，為進行系統(tǒng)設計提供依據。2系統(tǒng)設計與實現2.1系統(tǒng)部分硬件設計與實現圖1視覺物聯(lián)網下農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)的總體設計框圖Fig.1DesigndiagramofagriculturaldroughtandautomaticcontrolsystemunderthevisionoftheInternetofthings鄧國斌等.視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)設計107

步進跟蹤和圖像特征分散控制方法實現遠程干旱農田的視覺特征提取和監(jiān)測，把監(jiān)測結果回傳到ARM主控系統(tǒng)，采用DA轉換電路實現對干旱系統(tǒng)的智能調節(jié)，對系統(tǒng)設計關鍵技術進行描述，系統(tǒng)設計分為硬件模塊設計和軟件模塊設計兩大部分，視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)的AD7656-1功能具有信號接入、電源輸出、水量控制等三大功能，采用數字電源和模擬電源進行LCD的接口設計，得到干旱調節(jié)系統(tǒng)的信號采集模塊如圖3所示。圖3干旱調節(jié)系統(tǒng)的信號采集模塊Fig.3Signalacquisitionmoduleofdroughtcontrolsystem圖4中，采用TFT液晶的LCD控制器將顯示緩存中視覺監(jiān)控圖像輸出到CSDA1、SDI1、XCLK、SYN四路端口中，選用安捷倫公司生產的84904和84908進行像素時鐘信號采集。收集到的信息經過干旱區(qū)域視覺分析模塊進行詳細的分析，用高電平表示一幀的開始，寄存器/顯存用來配置LCD控制器以及儲存顯示信息，采用LCDDMA提供DMA方式傳輸顯示數據，得到干旱區(qū)域的視覺特征分析模塊如圖4所示。圖4物流網下農業(yè)干旱區(qū)域的視覺特征分析模塊Fig.4ThevisualcharacteristicsanalysismoduleoftheagriculturaldroughtareabasedonInternetofthings經過圖4分析的圖像視覺特征輸出到S3C2440A接口芯片中，當MSB=‘1’時，AD5545內部寄存器中的值被預置為0x8000。主機通過這些寄存器完成卡命令的發(fā)送、接收卡回送的響應以及與卡進行數據交換，通過10kΩ電阻連接ADD電源。在物聯(lián)網傳感器的分散控制模塊的設計中，采用DAT2數據線[位2]檢測VDD、GND外的引腳，數據通過一對差分雙絞線進行傳輸，通常用串行總線控制視覺物聯(lián)網下的農業(yè)區(qū)域干旱自動調節(jié)系統(tǒng)設備的控制端口并對經過視覺分析模塊的信息進行控制，由此實現農業(yè)區(qū)域干旱的自動調?

【相似文獻】

相關會議論文 前1條

1 王春林;郭晶;羅艷;唐力生;;廣東特色農業(yè)氣象服務現狀、問題與對策[A];第四屆粵港澳可持續(xù)發(fā)展研討會論文集[C];2008年

相關博士學位論文 前1條

1 劉洋;氣候變化背景下我國農業(yè)水熱資源時空演變格局研究[D];中國農業(yè)科學院;2013年

本文編號：2756904