一種基于圖像技術的便攜式農作物生長狀態識別系統的制作方法

本實用新型屬于農業氣象信息采集領域，尤其涉及一種基于圖像技術的便攜式農作物生長狀態識別系統。

背景技術：

我國是農業大國，農業是國家的重要經濟命脈，是國家長治久安的保證，作物的長勢信息（包括覆蓋度、密度、生長狀況、葉面積指數）一直是影響作物產量的最重要因素，傳統的作物生長狀態獲取需要田間采樣、室內分析等繁瑣的過程，且受人為影響較大，檢測效率低，無法為現代化農田管理提供科學的依據。

隨著先進傳感器、互聯網和圖像識別技術的發展，農作物生長狀態觀測方式由人工觀測向自動觀測轉變成為可能。基于圖像技術的農作物生長狀態自動識別可以提高識別效率，減小人為誤差，增加觀測數據的客觀性，通過運用互聯網技術建立的檢測系統，可以對采集數據進行科學分析，從而及時掌握作物長勢信息，實現科學的農田管理。

技術實現要素：

本實用新型提供一種體積小、攜帶方便的農作物生長狀態識別系統，以解決現有檢測方法存在的問題。

為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種基于圖像技術的便攜式農作物生長狀態識別系統，包括便攜式設備，和與便攜式設備連接、對作物生長狀態識別信息進行存儲的服務器；

所述便攜式設備包括控制器，所述控制器上連接有圖像采集模塊、氣壓傳感器、溫濕度傳感器、加速度傳感器、GPRS模塊和存儲模塊；

所述便攜式設備通過GPRS模塊連接因特網，通過因特網連接服務器。

所述圖像采集模塊包括：

用于采集農作物圖像的CMOS圖像傳感器；

用于光線補償的LED補光燈。

所述控制器為嵌入式微處理器。

所述存儲模塊包括：

用于保存所需配置參數和農作物生長狀態識別程序的EEPROM存儲器；

用于保存所述CMOS圖像傳感器采集的農作物圖像和農作物識別結果的FLASH存儲器。

所述溫濕度傳感器包括用于檢測當前環境濕度的電容式感濕元件和用于檢測當前環境溫度的測溫元件。

所述氣壓傳感器包括壓阻傳感器、模數轉換器和同時具有EEPROM和串行IIC接口的控制單元。

所述加速度傳感器為檢測設備相對水平面傾斜角的三軸加速度傳感器。

所述壓阻傳感器、溫濕度傳感器、加速度傳感器為MEMS傳感器。

本實用新型的有益效果：

（1）本實用新型基于圖像技術的便攜式農作物識別系統可以實時的進行農作物生長狀態的獲取以及環境信息的檢測，并將識別結果和環境數據傳送到服務器，由服務器對所傳信息進行存儲與后續的處理；

（2）便攜式設備體積小，攜帶方便，可以得到廣泛的推廣；

（3）便攜式設備選用MEMS傳感器，由于MEMS傳感器內部具有傳感器的機械結構、驅動電路、信號放大、計算電路和濾波電路，所以具有穩定性可靠性更高，響應快、抗干擾能力強等特點，檢測數據精度和準確度較高。

附圖說明

圖1為便攜式設備結構圖。

圖2為系統整體結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型基于圖像技術的便攜式農作物生長狀態識別系統，包括便攜式農作物生長狀態識別設備，還包括通過GPRS連接、對作物生長狀態識別信息進行存儲與處理的服務器。

便攜式設備包括控制器，控制器上連接有圖像采集模塊、氣壓傳感器、溫濕度傳感器、加速度傳感器、GPRS模塊和存儲模塊。

圖像采集模塊包括用來采集作物圖像的CMOS圖像傳感器以及圖像采集過程中用于光線補償的LED補光燈。

控制器為嵌入式微處理器，嵌入式微控制器上連接有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器包括一個電容式感濕元件和一個高精度集成測溫元件，電容式感濕元件用于檢測被測點的濕度，高精度集成測溫元件用于檢測被測點的溫度。

嵌入式微控制器上連接有氣壓傳感器，包括一個壓阻傳感器、模數轉換器和一個具有EEPROM和串行IIC接口的控制單元，用于檢測當前環境中的大氣壓。

上述各傳感器選用MEMS傳感器，由于該種傳感器內部具有傳感器的機械結構、驅動電路、信號放大、計算電路和濾波電路，因此具有穩定性可靠性更高、響應快、抗干擾能力強等特點，從而確保檢測數據精度，提高準確度。

嵌入式微控制器上還連接有存儲模塊，存儲模塊包括FLASH芯片和EEPROM存儲器，由于采集到的農作物圖像信息以及所測點環境溫度、濕度、大氣壓數據量比較大且需要及時保存，因此需拓展較大存儲空間的FLASH芯片來存儲采集到的大量數據并避免斷網時數據丟失；EEPROM存儲器用于保存配置參數和農作物生長狀態識別程序并避免掉電時數據丟失。

嵌入式微控制器上還連接加速度傳感器，該傳感器是一種三軸加速度傳感器，用于檢測便攜式設備相對水平面傾斜角，該檢測角度為農作物生長狀態識別時圖像糾偏處理的依據。

便攜式設備可通過GPRS控制器與GPRS連接，通過互聯網與服務器建立通信連接，將便攜式設備采集到的各數據傳到服務器上，服務器作為主控計算機，對便攜式設備所測作物生長狀態以及環境參數進行分析，進而為現代化農田管理、分析作物氣象災害、改進作物模型等提供科學依據。

本實用新型使用時，通過工作人員手持便攜式設備去往需要檢測的農作物處，采集作物圖像時， 保持設備鏡頭中心延長線與地面垂直間夾角不大于45度，該夾角通過三軸加速度傳感器可以測得，并顯示在LCD屏幕上，供操作人員參考，環境參數在便攜式設備運行時，會自動檢測，并以文本文檔的格式存入FLASH芯片中，圖像采集完成后，操作人員通過功能選擇，可以將測得的作物生長狀態信息、環境參數通過GPRS模塊通過互聯網傳輸到服務器，服務器將收集到的信息進行分析，得到農作物的長勢信息，為后續的農田管理提供參考。

本實用新型的便攜式設備集成了各相應參數的檢測電路，可以實時地檢測作物生長狀態信息、環境溫度、濕度、大氣壓。便攜式設備具有網絡接口，通過互聯網與服務器建立通信連接，可以將采集到的各數據傳輸到服務器上，由服務器對所測數據進行分析得出農作物長勢信息并做出科學的農田管理方法。

以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型整體構思前提下，還可以做出若干改變和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍。