基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置的制造方法
【專利摘要】基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置涉及信息技術領域，本發明由攝像機、氣象傳感器、土壤墑情傳感器、現場嵌入式工控機、北斗網關、北斗終端、控制中心室的北斗指揮機及主機組成。解決在沒有移動通訊網絡情況下實時采集到農牧業現場監測圖像數據、氣象數據和土壤墑情數據，最后在控制中心室根據農牧業管理人員設定的圖像分格參數還原出所需要的農牧業現場監測圖像，可以為農牧業工作人員提供農牧業最直觀的圖像數據、氣象數據和土壤墑情數據，判斷該片區域牧草等其它作物的分布疏密及顏色深淺。由于主機給定的圖像分格參數不一樣，解析出來的現場的截圖精度也不一樣，主機可以根據需要確定下發的分格參數實現精度可調的控制方式。
【專利說明】
基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及通信技術領域，尤其是一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，由于農牧業較為發達的一些地區處在地理位置比較偏僻的位置，移動通訊網絡尚不能全部覆蓋，該地區的農牧業現場數據不能通過常規的移動網絡通道傳輸。牧草管理人員無法實時、準備地獲取到農牧業的現場數據。
[0003]現有技術中如海康威視和浙江大華等企業的視頻監控系統，在遠程視頻采集監控方面都是通過移動通信數據網絡提供一定的上下行帶寬來完成的:
地方監控點:
CIF視頻格式每路攝像頭的比特率為512Kbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為512Kbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為:
512Kbps(視頻格式的比特率)X 10(攝像機的路數)? 5120Kbps=5Mbps(上行帶寬)；
即:采用CIF視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為5Mbps;
Dl視頻格式每路攝像頭的比特率為1.5Mbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為1.5Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為:
1.5Mbps(視頻格式的比特率)X 10(攝像機的路數)=15Mbps(上行帶寬)；
SP:采用Dl視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為15Mbps;
720P(100萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為2Mbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為2Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為:
2Mbps(視頻格式的比特率)X 10(攝像機的路數)=20Mbps(上行帶寬)；
SP:采用720P的視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為20Mbps;
1080P(200萬像素)的視頻格式每路攝像頭的比特率為4Mbps，即每路攝像頭所需的數據傳輸帶寬為4Mbps，10路攝像機所需的數據傳輸帶寬為:
4Mbps(視頻格式的比特率)X 10(攝像機的路數)=40Mbps(上行帶寬)；
即:采用1080P的視頻格式各地方監控所需的網絡上行帶寬至少為40Mbps。
[0004]在偏遠的地區沒有移動公司架設的無線通信網絡，無法支持高帶寬的視頻監控碼流，現有技術不能適應農牧業較為發達的一些地區對農牧業生產信息的采集和傳輸，農牧業生產信息通常包括牧草的生長狀態信息，氣象信息，土壤墑情等。而現有技術中的衛星遙感技術民用的最高精度在米級，不僅費用昂貴，而且只能適應遠程農牧業生產信息中作物面積統計，而生長狀態，氣象信息，土壤墑情無從獲取。
[0005]北斗衛星系統是基于我國自主知識產權的〃北斗導航系統〃而建立起來的衛星通信導航系統，能夠全天候、全天時提供衛星導航和通信服務。系統主要由空間衛星、地面中心站和用戶終端等部分組成。北斗衛星系統具有三大功能:快速定位、短報文通信、精密授時。
[0006]本發明基于北斗衛星系統短報文通信解決遠程農牧業生長狀態信息，氣象信息，土壤墑情信息的采集，前端處理，數據格式化，數據短報文傳輸，數據接收，數據還原，并且通過控制中心主機可以向現場嵌入式工控機以北斗短報文形式下發圖形分格參數，不同的圖像分格參數最終解析出來的圖像精度不同，以此實現精度可調的功能。
[0007]本發明的難點有以下幾點:
1、北斗短報文有120字的限制，需要現場嵌入式工控機對數據做前期的處理，包括壓縮，格式化，與控制中心約定算法；
2、現場嵌入式工控機能接收控制中心主機下發的分格參數，并根據分格參數對采集圖像進行壓縮處理；
3、控制中心主機能夠與現場嵌入式工控機約定算法，用以還原現場嵌入式工控機通過北斗短報文回傳的現場數據，包括圖像還原。
[0008]通過本發明農牧業工作及管理人員可以根據圖像精度與數據響應速度來綜合考慮圖像的分格參數，然后直接在控制中心室下發圖像分格參數。
【發明內容】
[0009](一)要解決的技術問題
本發明的目的是，提供一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，解決在沒有移動通訊網絡情況下實時采集到農牧業現場監測圖像數據、氣象數據和土壤墑情數據，最后在控制中心室根據農牧業管理人員設定的圖像分格參數還原出所需要的農牧業現場監測圖像，可以為農牧業工作人員提供農牧業最直觀的圖像數據、氣象數據和土壤墑情數據，判斷該片區域牧草等其它作物的分布疏密及顏色深淺。
[0010](二)技術方案
為解決上述技術問題，本發明提供一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，本發明由攝像機、氣象傳感器、土壤墑情傳感器、現場嵌入式工控機、北斗網關、北斗終端、控制中心室的北斗指揮機及主機組成；
攝像機安裝在鐵塔上以俯角45度安裝，氣象傳感器朝北安裝，土壤墑情傳感器埋在距地面約15 Cm的土壤里；
現場嵌入式工控機通過網線與攝像機相連，接收攝像機傳輸的實時視頻流，將實時視頻流轉換成標準的視頻流并按照一定間隔時間截圖且對截圖按照控制中心室主機給定的分格參數及相應算法分格處理，將處理后數據轉換成標準的協議數據；
北斗網關通過RS485接口與氣象傳感器、土壤墑情傳感器和現場嵌入式工控機連接，將氣象傳感器采集的數據、土壤墑情傳感器采集的數據與現場嵌入式工控機發送的協議數據轉換成符合北斗傳輸規范4.0的北斗協議數據；
北斗終端通過RS232通訊線與北斗網關相連，將北斗網關轉換后的北斗協議數據發送給北斗衛星；
控制中心室的北斗指揮機接收到北斗衛星傳輸的現場的北斗協議數據，并將現場的北斗協議數據通過RS232通訊線發送給主機，主機將接收到的現場的北斗協議數據按照主機與現場嵌入式工控機約定的算法及圖像還原方式解析出現場的氣象傳感器采集的數據、現場的土壤墑情傳感器采集的數據及現場的截圖，由于主機給定的圖像分格參數不一樣，解析出來的現場的截圖精度也不一樣，主機可以根據需要確定下發的分格參數實現精度可調的控制方式。
[0011](三)有益效果
區別于【背景技術】，本發明提供一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，本裝置能夠在沒有移動通訊網絡的區域中，通過北斗衛星通信系統實時傳輸農牧業現場的監測圖像、氣象數據及土壤墑情數據，在控制中心室，主機將傳指揮機傳輸過來的圖像數據報文、氣象數據報文和土壤墑情數據報文解析出來，實時的圖像數據根據農牧業工作人員給定的圖像分格參數在主機還原農牧業的現場監測圖像，同時在主機將還原后的監測圖像、氣象數據和土壤墑情數據存儲起來，為農牧業大數據平臺提供豐富、海量的數據。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明一實施方式中基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置結構示意圖；
圖2是本發明一實施方式中基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置的流程示意圖。
[0013]標號說明:
1.攝像機，2.氣象傳感器，
3.土壤墑情傳感器，4.網線，
5.RS485接口，6.現場嵌入式工控機，
7.北斗網關，8.RS232通訊線，
9.北斗終端，10.北斗衛星通信傳輸通道，
I1.北斗指揮機，12.主機。
【具體實施方式】
[0014]為使本發明的目的、內容和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。請參閱圖1，本實施方式提供了一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，本發明由攝像機1、氣象傳感器2、土壤墑情傳感器3、現場嵌入式工控機6、北斗網關7、北斗終端9、控制中心室的北斗指揮機11及主機12組成；
攝像機I安裝在鐵塔上以俯角45度安裝，氣象傳感器2朝北安裝，土壤墑情傳感器3埋在距地面約15cm的土壤里；
現場嵌入式工控機6通過網線4與攝像機I相連，接收攝像機I傳輸的實時視頻流，將實時視頻流轉換成標準的視頻流并按照一定間隔時間截圖且對截圖按照控制中心室主機12給定的分格參數及相應算法分格處理，將處理后數據轉換成標準的協議數據；
北斗網關7通過RS485接口 5與氣象傳感器2、土壤墑情傳感器3和現場嵌入式工控機6連接，將氣象傳感器2采集的數據、土壤墑情傳感器3采集的數據與現場嵌入式工控機6發送的協議數據轉換成符合北斗傳輸規范4.0的北斗協議數據；
北斗終端9通過RS232通訊線8與北斗網關7相連，將北斗網關7轉換后的北斗協議數據發送給北斗衛星；
控制中心室的北斗指揮機11接收到北斗衛星傳輸的現場的北斗協議數據，并將現場的北斗協議數據通過RS232通訊線8發送給主機12，主機12將接收到的現場的北斗協議數據按照主機12與現場嵌入式工控機6約定的算法及圖像還原方式解析出現場的氣象傳感器2采集的數據、現場的土壤墑情傳感器3采集的數據及現場的截圖，由于主機12給定的圖像分格參數不一樣，解析出來的現場的截圖精度也不一樣，主機12可以根據需要確定下發的分格參數實現精度可調的控制方式。
[0015]請參閱圖2，本實施方式提供一種基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，實現本發明的主要步驟包括:
步驟S201，現場嵌入式工控機6通過網線4與攝像機I相連，接收攝像機I傳輸的實時視頻流，將實時視頻流轉換成標準的視頻流并按照一定間隔時間截圖且對截完后的圖片按照控制中心室主機12給定的分格參數及相應算法分格處理，將處理后數據轉換成標準的協議數據。
[0016]步驟S202，北斗網關7通過RS485接口 5與氣象傳感器2、土壤墑情傳感器3和現場嵌入式工控機6連接，將氣象傳感器2采集的數據、土壤墑情傳感器3采集的數據與現場嵌入式工控機6發送的協議數據轉換成符合北斗傳輸規范4.0的北斗協議數據。
[0017]步驟S203，北斗終端9通過RS232通訊線8與北斗網關7相連，將北斗網關7轉換后的北斗協議數據發送給北斗衛星。
[0018]步驟S204，控制中心室的北斗指揮機11接收到北斗衛星傳輸的現場的北斗協議數據，并將現場的北斗協議數據通過RS232通訊線8發送給主機12，主機12將接收到的現場的北斗協議數據按照主機12與現場嵌入式工控機6約定的算法及圖像還原方式解析出現場的氣象傳感器2采集的數據、現場的土壤墑情傳感器3采集的數據及現場的截圖，由于主機12給定的圖像分格參數不一樣，解析出來的現場的截圖精度也不一樣，主機12可以根據需要確定下發的分格參數實現精度可調的控制方式。
[0019]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.基于北斗通訊精度可調的農牧業數據采集還原現場的裝置，其特征在于由攝像機、氣象傳感器、土壤墑情傳感器、現場嵌入式工控機、北斗網關、北斗終端、控制中心室的北斗指揮機及主機組成； 攝像機安裝在鐵塔上以俯角45度安裝，氣象傳感器朝北安裝，土壤墑情傳感器埋在距地面約15 cm的土壤里； 現場嵌入式工控機通過網線與攝像機相連，接收攝像機傳輸的實時視頻流，將實時視頻流轉換成標準的視頻流并按照一定間隔時間截圖且對截圖按照控制中心室主機給定的分格參數及相應算法分格處理，將處理后數據轉換成標準的協議數據； 北斗網關通過RS485接口與氣象傳感器、土壤墑情傳感器和現場嵌入式工控機連接，將氣象傳感器采集的數據、土壤墑情傳感器采集的數據與現場嵌入式工控機發送的協議數據轉換成符合北斗傳輸規范4.0的北斗協議數據； 北斗終端通過RS232通訊線與北斗網關相連，將北斗網關轉換后的北斗協議數據發送給北斗衛星； 控制中心室的北斗指揮機接收到北斗衛星傳輸的現場的北斗協議數據，并將現場的北斗協議數據通過RS232通訊線發送給主機，主機將接收到的現場的北斗協議數據按照主機與現場嵌入式工控機約定的算法及圖像還原方式解析出現場的氣象傳感器采集的數據、現場的土壤墑情傳感器采集的數據及現場的截圖，由于主機給定的圖像分格參數不一樣，解析出來的現場的截圖精度也不一樣，主機可以根據需要確定下發的分格參數實現精度可調的控制方式。
【文檔編號】G08C19/00GK105872491SQ201610402829
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】張揚, 張清榮, 徐魁
【申請人】北京航星網訊技術股份有限公司