CN105022326A - 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法 - Google Patents

基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105022326A
CN105022326A CN201510388409.XA CN201510388409A CN105022326A CN 105022326 A CN105022326 A CN 105022326A CN 201510388409 A CN201510388409 A CN 201510388409A CN 105022326 A CN105022326 A CN 105022326A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip microcomputer
image processing
labview
subsystem
wireless module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510388409.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王俊
张中强
夏荣纲
张伏
张巍鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Science and Technology
Original Assignee
Henan University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Science and Technology filed Critical Henan University of Science and Technology
Priority to CN201510388409.XA priority Critical patent/CN105022326A/zh
Publication of CN105022326A publication Critical patent/CN105022326A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14—Greenhouses
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，包括由无线模块、单片机和上位机组成的图像处理子系统，由无线模块、单片机、GSM模块及用户组成的远程监控子系统，由无线模块、单片机及摄像头组成的监控子系统和无线模块、单片机及泵水机、农药组成的响应子系统。本发明有益效果：本发明提供了一种完善的智能监控系统，从图像采集到LABVIEW图像处理再到返回指令，系统自动化程度高，功能完善，不需人工处理。对温室大棚内部蔬菜时刻监控，把握其生长情况，更有利于蔬菜的健康成长。

Description

基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及温室无人监控系统，具体地说是基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法。
背景技术
随着现代农业的发展，精良化农业生产的概念开始为大多人所接受，其中最有代表的就是温室大棚技术，温室大棚技术不但可以反季节生产农产品，而且还具有高产出、低虫害、无污染等众多优点。但大量引入温室大棚的同时，一系列的新问题也随之而来，如：单靠人力无法完成温室大棚内的蔬菜生长情况监控，因此国内外兴起了对温室大棚设施的远程监控系统的研究，其中无线通信技术的快速发展也为便捷、快速、远程的温室大棚监控系统实现提供了可能。但其设备造价和通信费用都比较高，且只能用于监控温湿度等环境信息，并没有具体涉及到温室大棚内部蔬菜生长情况，因此功能并不是我们希望的那样完善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法，时刻对温室内的蔬菜生长情况进行监控，并对监控结果进行发送分析。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，包括由无线模块、单片机和上位机组成的图像处理子系统，由无线模块、单片机、GSM模块及用户组成的远程监控子系统，由无线模块、单片机及摄像头组成的监控子系统和无线模块、单片机及泵水机、农药组成的响应子系统；单片机分别连接GSM模块、泵水机和农药，摄像头通过USB串口连接到单片机，单片机与上位机之间通过串口线连接实现信息的发送和接收，单片机与无线模块相连接，上位机通过其内安装的LABVIEW程序对接收到的图像处理后，将处理信息分别传至单片机和GSM模块， GSM模块通过无线通讯方式将信息发送至用户。
本发明所述的单片机和无线模块的数量均为1-2个。
本发明所述的串口线型号为RS232。
本发明所述的无线模块选用CC1101无线模块，其工作频率为433MHZ。
本发明所述的摄像头选用树莓派OV5647摄像头。
所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：启动程序，远程监控子系统的摄像头对温室内部蔬菜进行拍照，并通过单片机将图像上传给图像处理子系统；
步骤二：图像处理子系统启动上位机中LABVIEW软件对采集到的图像进行处理分析；
步骤三：若分析结果正常，即温室内蔬菜无任何异常情况，则LABVIEW继续采集下一张图像进行处理分析；
步骤四：若分析结果为不正常，则上位机会针对不同的结果发送不同的指令，由单片机通过GSM模块发送给用户，同时通过无线发送给响应子系统，响应子系统的单片机接收到指令后采取措施使蔬菜恢复到正常状态。
响应子系统的单片机接收到指令后采取的措施为启动泵水机或农药。
本发明的有益效果是：1.本发明提供了一种完善的智能监控系统，从图像采集到LABVIEW图像处理再到返回指令，系统自动化程度高，功能完善，不需人工处理。对温室大棚内部蔬菜时刻监控，把握其生长情况，更有利于蔬菜的健康成长；
2. 远程监控时手机既可以接收图像，也可以接收处理指令，方便实用；
3. 图像处理时采用的是LABVIEW的处理工具包，兼容性好，处理效果明显；
4. 摄像头模块选用树莓派OV5647，其具有夜视功能，即使在黑夜该系统也能时刻监控温室中的情况。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明LABVIEW 图像处理流程图。
具体实施方式
如图1所示，基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，包括由无线模块、单片机和上位机组成的图像处理子系统，由无线模块、单片机、GSM模块及用户组成的远程监控子系统，由无线模块、单片机及摄像头组成的监控子系统和无线模块、单片机及泵水机、农药组成的响应子系统。
单片机分别连接GSM模块、泵水机和农药，摄像头通过USB串口连接到单片机，单片机与上位机之间通过串口线连接实现信息的发送和接收，单片机与无线模块相连接，上位机通过其内安装的LABVIEW程序对接收到的图像处理后，将处理信息分别传至单片机和GSM模块， GSM模块通过无线通讯方式将信息发送至用户。
单片机和无线模块的数量均为1-2个。
串口线型号为RS232。
无线模块选用CC1101无线模块，其工作频率为433MHZ。
摄像头选用树莓派OV5647摄像头。
远程监控子系统的摄像头时时对温室内蔬菜进行拍照并通过USB数据线上传至单片机，单片机再把图像通过无线模块发送给图像处理子系统的无线模块，图像处理子系统的单片机接收到来自无线模块的信息并把图像通过RS232串口线上传到上位机，上位机的虚拟仪器软件LABVIEW通过Vision图像处理软件包对上传过来的图像进行采集、处理、对比判断温室蔬菜生长状况处于正常还是非正常状态。若处于非正常状态则单片机会把处理后的信息通过GSM模块发送给用户，同时上位机发送过来的指令也会通过无线模块发送给响应子系统的无线模块，响应子系统的单片机接收到来自无线模块的信息后进行处理，判断是否启动泵水机或农药。
下面结合具体的实例对整个无人监控温室系统进行详细的说明：
首先用初始化程序对单片机内部所存储的信息进行清零，使单片机内部参数处于默认状态，一切准备就绪。当远程监控子系统的摄像头模块对温室内部蔬菜进行拍照，并通过单片机把图像上传给图像处理子系统，图像处理子系统会对采集到的图像进行处理，处理后的结果有两种，一是蔬菜处于正常状态，二是蔬菜处于非正常状态。
若处理结果为正常状态，即温室内蔬菜无任何异常情况，那么LABVIEW会继续采集下一张图像并不发送任何指令。
若处理结果为非正常状态，那么上位机会针对不同的结果发送不同的指令，然后再由单片机通过无线模块发送给响应子系统的无线模块，单片机接收到指令后采取措施使蔬菜恢复到正常状态。
为了解决人们需要时刻关注温室内部情况的问题，该系统采用了远程监控子系统，用户通过移动终端可以时刻了解到温室情况，同时LABVIEW把图像处理的结果也会通过GSM模块发送给用户。
进一步地，为了解决摄像头时时拍照造成的延时问题，本发明选用树莓派OV5647摄像头模块拍照，频率可以人为设定，当LABVIEW图像处理发生延时时，则可以通过改变单片机程序把拍照频率降低，当LABVIEW图像处理速率已远远超过拍照速率时，则也可以通过修改单片机程序把拍照速率提高。
当响应子系统接收到来自图像处理子系统的指令时，单片机会根据指令类型的不同会分别驱动泵水机或喷洒农药。
进一步地，泵水机或喷洒农药的时间设定也可以由LABVIEW图像处理的结果决定时间的长短，当处理结果比较严重时，泵水机工作时间会延长，当处理结果较轻微，则时间会缩短。
进一步地，由于本发明使用的摄像头模块具有夜视功能，因此即使是在黑夜，该系统也能正常工作，给予蔬菜大棚内蔬菜稳定的生长环境。
进一步地，为了避免出现由于喷洒农药过多给蔬菜带来危害的问题，该泵水机系统采用少用药多次喷洒的方式来补救蔬菜，既保护了蔬菜又起到了环保作用。

Claims (7)

1.基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，其特征在于：包括由无线模块、单片机和上位机组成的图像处理子系统，由无线模块、单片机、GSM模块及用户组成的远程监控子系统，由无线模块、单片机及摄像头组成的监控子系统和无线模块、单片机及泵水机、农药组成的响应子系统；单片机分别连接GSM模块、泵水机和农药，摄像头通过USB串口连接到单片机，单片机与上位机之间通过串口线连接实现信息的发送和接收，单片机与无线模块相连接，上位机通过其内安装的LABVIEW程序对接收到的图像处理后，将处理信息分别传至单片机和GSM模块， GSM模块通过无线通讯方式将信息发送至用户。
2.根据权利要求1所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，其特征在于：所述的单片机和无线模块的数量均为1-2个。
3.根据权利要求2所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，其特征在于：所述的串口线型号为RS232。
4.根据权利要求1所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，其特征在于：所述的无线模块选用CC1101无线模块，其工作频率为433MHZ。
5.根据权利要求1所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统，其特征在于：所述的摄像头选用树莓派OV5647摄像头。
6.根据权利要求1所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：启动程序，远程监控子系统的摄像头对温室内部蔬菜进行拍照，并通过单片机将图像上传给图像处理子系统；
步骤二：图像处理子系统启动上位机中LABVIEW软件对采集到的图像进行处理分析；
步骤三：若分析结果正常，即温室内蔬菜无任何异常情况，则LABVIEW继续采集下一张图像进行处理分析；
步骤四：若分析结果为不正常，则上位机会针对不同的结果发送不同的指令，由单片机通过GSM模块发送给用户，同时通过无线发送给响应子系统，响应子系统的单片机接收到指令后采取措施使蔬菜恢复到正常状态。
7.根据权利要求6所述的基于LABVIEW图像处理技术的无人监控温室系统的控制方法，其特征在于：所述的响应子系统的单片机接收到指令后采取的措施为启动泵水机或农药。
CN201510388409.XA 2015-07-06 2015-07-06 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法 Pending CN105022326A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510388409.XA CN105022326A (zh) 2015-07-06 2015-07-06 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510388409.XA CN105022326A (zh) 2015-07-06 2015-07-06 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105022326A true CN105022326A (zh) 2015-11-04

Family

ID=54412374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510388409.XA Pending CN105022326A (zh) 2015-07-06 2015-07-06 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105022326A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105791771A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 崇州市隆兴孔学梅家庭农场 用于避雨种植技术培育水果的种植方法
CN105941176A (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 齐洪方 一种基于LabVIEW开发平台的智能养殖系统及其控制方法
CN106688705A (zh) * 2017-01-13 2017-05-24 湖南理工学院 一种智能种植大棚及其采用的监测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101329560A (zh) * 2008-08-01 2008-12-24 湖南农业大学 农业病虫害综合智能管理系统
CN102524024A (zh) * 2012-02-16 2012-07-04 四川农业大学 基于计算机视觉的作物灌溉系统
CN203204414U (zh) * 2013-04-03 2013-09-18 华南理工大学广州学院 多终端智能控制菜园种植系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101329560A (zh) * 2008-08-01 2008-12-24 湖南农业大学 农业病虫害综合智能管理系统
CN102524024A (zh) * 2012-02-16 2012-07-04 四川农业大学 基于计算机视觉的作物灌溉系统
CN203204414U (zh) * 2013-04-03 2013-09-18 华南理工大学广州学院 多终端智能控制菜园种植系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘义飞等: "基于LabVIEW的温室番茄雾培控制系统设计", 《农机化研究》 *
孙燕，等: "基于叶片面积的温室植物水分监测系统的设计", 《传感器与微系统》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105791771A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 崇州市隆兴孔学梅家庭农场 用于避雨种植技术培育水果的种植方法
CN105941176A (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 齐洪方 一种基于LabVIEW开发平台的智能养殖系统及其控制方法
CN105941176B (zh) * 2016-05-06 2019-02-19 齐洪方 基于LabVIEW开发平台的智能养殖系统的控制方法
CN106688705A (zh) * 2017-01-13 2017-05-24 湖南理工学院 一种智能种植大棚及其采用的监测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105830870B (zh) 一种远程无线农田监控系统和方法
Gautam et al. Innovative GSM bluetooth based remote controlled embedded system for irrigation
CN203416688U (zh) 基于ZigBee传输技术的果园滴灌自动控制设备
CN105137950B (zh) 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统
CN102428861B (zh) 太阳能远程自动灌溉系统
CN202773601U (zh) 基于ZigBee的温室自动灌溉系统
CN205283608U (zh) 一种基于ZigBee无线传感器网络的农业环境监测系统
CN103823415A (zh) 一种水产养殖智能控制系统
CN105223879A (zh) 基于物联网的智能农业监控系统
CN105022326A (zh) 基于labview图像处理技术的无人监控温室系统及其控制方法
CN205375166U (zh) 一种基于物联网的智能农业监控系统
CN205281296U (zh) 一种植物生长环境监测控制系统
CN201118562Y (zh) 便携式农业信息智能化终端
CN104199416A (zh) 农业远程监测方法和系统
CN204925782U (zh) 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统
CN205987798U (zh) 基于大数据的物联网云灌溉系统
CN205038545U (zh) 一种基于plc控制的智能温室远程监控系统
CN202222227U (zh) 一种太阳能远程自动灌溉系统
CN206930315U (zh) 农业监控系统
CN207039650U (zh) 基于iot技术的远程多端种植系统
CN205987401U (zh) 一种基于无线传感网络的农田信息采集系统
CN208765759U (zh) 基于物联网的农业节能远程监控系统
CN204409155U (zh) 温室大棚智能灌溉控制装置
CN208862877U (zh) 一种基于蓝牙与NB-lot技术的远程植物监测系统
CN204155129U (zh) 智慧育秧大棚一体化采集系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151104

RJ01 Rejection of invention patent application after publication