本文關鍵詞：聯(lián)合收獲機作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)視系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)應用研究　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 聯(lián)合收獲機 視頻監(jiān)視 嵌入式系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng) 定位

【摘要】：作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要工具和農(nóng)業(yè)機械化的重要物質(zhì)基礎,聯(lián)合收獲機在近年來得到了快速發(fā)展和廣泛推廣應用,其發(fā)展程度關系到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的增強和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的推進。當前,我國聯(lián)合收獲機信息化水平還普遍較低,對收獲機的狀態(tài)監(jiān)測和故障預警也往往依賴于駕駛員的經(jīng)驗,農(nóng)機廠商或機收組織者要想了解機器狀況,往往只能到現(xiàn)場勘查,其對收獲機作業(yè)現(xiàn)場信息實時、準確快捷的要求難以滿足,存在著作業(yè)信息滯后、時效性不足、監(jiān)控管理難度大等問題。視頻圖像信息直觀豐富,結(jié)合定位信息,能將收獲機作業(yè)現(xiàn)場狀況及時直觀地傳遞給農(nóng)機作業(yè)過程相關人員,將視頻監(jiān)視技術(shù)用于聯(lián)合收獲機作業(yè)現(xiàn)場信息獲取,利用無線網(wǎng)絡將視頻信息傳輸至遠程監(jiān)控中心,通過物聯(lián)網(wǎng)平臺進行設備和信息管理,可為聯(lián)合收獲機駕駛員、農(nóng)機廠商、機收組織者等及時提供現(xiàn)場信息,對農(nóng)機作業(yè)過程評估、故障分析及事故應急處置乃至農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展都有著重要意義。本文通過分析聯(lián)合收獲機作業(yè)過程,選取駕駛室、糧倉、割臺、脫粒滾筒作為視頻監(jiān)視對象,結(jié)合傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、定位技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設計了聯(lián)合收獲機作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)視及物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。系統(tǒng)分為嵌入式機載監(jiān)視前端、遠程室內(nèi)大屏監(jiān)控中心、物聯(lián)網(wǎng)平臺三部分。以Jetson TK1開發(fā)板作為機載前端硬件平臺,構(gòu)建了嵌入式Linux系統(tǒng),包括U-boot移植、Linux內(nèi)核裁剪和驅(qū)動移植、根文件系統(tǒng)的制作與燒寫,分模塊實現(xiàn)了作業(yè)現(xiàn)場視頻采集與顯示、視頻圖像編碼壓縮與遠程傳輸、圖像數(shù)據(jù)與定位信息接入物聯(lián)網(wǎng)平臺等功能。系統(tǒng)分為機載監(jiān)視模式和遠程監(jiān)視模式,機載模式下利用安裝在機器多個部位的USB攝像頭,采集收獲機作業(yè)現(xiàn)場視頻圖像,顯示到駕駛室LCD監(jiān)視屏上,通過GPS模塊,實時確定收獲機地理位置。遠程監(jiān)視模式下,利用4G無線網(wǎng)絡將現(xiàn)場視頻圖像傳輸至遠程大屏監(jiān)控中心,并將數(shù)據(jù)圖像和定位信息接入物聯(lián)網(wǎng)平臺。完成系統(tǒng)軟硬件平臺設計和應用程序開發(fā)后,對系統(tǒng)進行室內(nèi)調(diào)試和田間試驗,驗證系統(tǒng)各程序模塊的功能和整個系統(tǒng)的運行效果。試驗結(jié)果表明,機載視頻監(jiān)視終端能正常采集并顯示多路視頻圖像,在分辨率為640×480、幀率為25fps時,能支持4路同時監(jiān)視,CPU與內(nèi)存占用率分別為69.66%、1.2%。嵌入式視頻服務器能將作業(yè)現(xiàn)場視頻圖像傳輸至遠程大屏監(jiān)控中心,可實現(xiàn)25幀/秒、640×480分辨率視頻的傳輸,丟幀率為2.11%,并支持通道間切換或多路同時監(jiān)視。圖像數(shù)據(jù)和定位信息能成功接入物聯(lián)網(wǎng)平臺,用戶可登錄物聯(lián)網(wǎng)平臺進行數(shù)據(jù)查看和設備管理,驗證了聯(lián)合收獲機作業(yè)現(xiàn)場視頻監(jiān)視及物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的可行性。
[Abstract]:As an important tool of modern agriculture and an important material basis of agricultural mechanization, combine harvester has been developed rapidly and widely applied in recent years. The degree of development is related to the enhancement of agricultural productivity and the advancement of agricultural modernization. At present, the information level of combine harvester in China is generally low. The condition monitoring and fault warning of the harvester often depend on the driver's experience. To know the condition of the machine, the agricultural machinery manufacturer or the organizer of the machine often have to go to the scene survey, and the information of the harvester is real time. Accurate and fast requirements are difficult to meet, there are job information lag, insufficient timeliness, difficult to monitor and management problems. Video image information visual rich, combined with location information. It can transfer the situation of the harvester operation field to the relevant personnel of agricultural machinery operation process in time and intuitively, and use the video surveillance technology to obtain the field information of the combine harvester operation. Wireless network will be used to transmit video information to the remote monitoring center, through the Internet of things platform for equipment and information management, for combine harvester drivers, agricultural machinery manufacturers, machine organizers and other timely provision of on-site information. It is of great significance to the evaluation of agricultural machinery operation process, fault analysis, accident emergency treatment and even the development of agricultural informatization. Through analyzing the operation process of combine harvester, this paper selects the cab, granary and cutting table. Threshing drum as a video surveillance object, combined with sensor technology, embedded technology, positioning technology and Internet of things technology. The video surveillance and Internet of things application system of combine harvester is designed. The system is divided into embedded airborne surveillance front end and remote indoor large screen monitoring center. Three parts of Internet of things platform. Using Jetson TK1 development board as airborne front-end hardware platform, the embedded Linux system is constructed, including U-boot transplantation. The Linux kernel is cut and driven, the root file system is made and burned, and the video collection and display, video coding and remote transmission are realized in sub-modules. Image data and location information access to the Internet of things platform and other functions. The system is divided into airborne monitoring mode and remote monitoring mode. In airborne mode, the USB camera installed in multiple parts of the machine is used. Collect the scene video image of the harvester, display to the cab LCD monitor screen, through the GPS module, real-time determine the location of the harvester in remote monitoring mode. The local video image is transmitted to the remote large screen monitoring center by 4G wireless network, and the data image and location information are connected to the Internet of things platform. After the system hardware and software platform is designed and the application program is developed. The system is debugged in room and tested in the field to verify the function of each program module and the operation effect of the whole system. The test results show that the airborne video surveillance terminal can collect and display multi-channel video images normally. With a resolution of 640 脳 480 and a frame rate of 25 fps, it can support four channels of monitoring CPU and memory occupancy of 69.66%, respectively. The embedded video server can transmit the scene video image to the remote large screen monitoring center. It can transmit the video with 25 frames / second and 640 脳 480 resolution, and the frame loss rate is 2.11%. Image data and location information can be connected to the Internet of things platform successfully. Users can log on to the Internet of things platform for data viewing and equipment management. The feasibility of the video surveillance and Internet of things application system is verified.
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S225;TP391.44;TN929.5

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