CN105872491A - 基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置 - Google Patents

Abstract

基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置涉及信息技术领域，本发明由摄像机、气象传感器、土壤墒情传感器、现场嵌入式工控机、北斗网关、北斗终端、控制中心室的北斗指挥机及主机组成。解决在没有移动通讯网络情况下实时采集到农牧业现场监测图像数据、气象数据和土壤墒情数据，最后在控制中心室根据农牧业管理人员设定的图像分格参数还原出所需要的农牧业现场监测图像，可以为农牧业工作人员提供农牧业最直观的图像数据、气象数据和土壤墒情数据，判断该片区域牧草等其它作物的分布疏密及颜色深浅。由于主机给定的图像分格参数不一样，解析出来的现场的截图精度也不一样，主机可以根据需要确定下发的分格参数实现精度可调的控制方式。

Description

基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置。

背景技术

目前，由于农牧业较为发达的一些地区处在地理位置比较偏僻的位置，移动通讯网络尚不能全部覆盖，该地区的农牧业现场数据不能通过常规的移动网络通道传输。牧草管理人员无法实时、准备地获取到农牧业的现场数据。

现有技术中如海康威视和浙江大华等企业的视频监控系统，在远程视频采集监控方面都是通过移动通信数据网络提供一定的上下行带宽来完成的：

地方监控点：

CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为512Kbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：

512Kbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)≈5120Kbps=5Mbps(上行带宽)；

即：采用CIF视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为5Mbps；

D1视频格式每路摄像头的比特率为1.5Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为1.5Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：

1.5Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=15Mbps(上行带宽)；

即：采用D1视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为15Mbps；

720P(100万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为2Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为2Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：

2Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=20Mbps(上行带宽)；

即：采用720P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为20Mbps；

1080P(200万像素)的视频格式每路摄像头的比特率为4Mbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为4Mbps，10路摄像机所需的数据传输带宽为：

4Mbps(视频格式的比特率)×10(摄像机的路数)=40Mbps(上行带宽)；

即：采用1080P的视频格式各地方监控所需的网络上行带宽至少为40Mbps。

在偏远的地区没有移动公司架设的无线通信网络，无法支持高带宽的视频监控码流，现有技术不能适应农牧业较为发达的一些地区对农牧业生产信息的采集和传输，农牧业生产信息通常包括牧草的生长状态信息，气象信息，土壤墒情等。而现有技术中的卫星遥感技术民用的最高精度在米级，不仅费用昂贵，而且只能适应远程农牧业生产信息中作物面积统计，而生长状态，气象信息，土壤墒情无从获取。

北斗卫星系统是基于我国自主知识产权的"北斗导航系统"而建立起来的卫星通信导航系统，能够全天候、全天时提供卫星导航和通信服务。系统主要由空间卫星、地面中心站和用户终端等部分组成。北斗卫星系统具有三大功能：快速定位、短报文通信、精密授时。

本发明基于北斗卫星系统短报文通信解决远程农牧业生长状态信息，气象信息，土壤墒情信息的采集，前端处理，数据格式化，数据短报文传输，数据接收，数据还原，并且通过控制中心主机可以向现场嵌入式工控机以北斗短报文形式下发图形分格参数，不同的图像分格参数最终解析出来的图像精度不同，以此实现精度可调的功能。

本发明的难点有以下几点：

1、北斗短报文有120字的限制，需要现场嵌入式工控机对数据做前期的处理，包括压缩，格式化，与控制中心约定算法；

2、现场嵌入式工控机能接收控制中心主机下发的分格参数，并根据分格参数对采集图像进行压缩处理；

3、控制中心主机能够与现场嵌入式工控机约定算法，用以还原现场嵌入式工控机通过北斗短报文回传的现场数据，包括图像还原。

通过本发明农牧业工作及管理人员可以根据图像精度与数据响应速度来综合考虑图像的分格参数，然后直接在控制中心室下发图像分格参数。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是，提供一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，解决在没有移动通讯网络情况下实时采集到农牧业现场监测图像数据、气象数据和土壤墒情数据，最后在控制中心室根据农牧业管理人员设定的图像分格参数还原出所需要的农牧业现场监测图像，可以为农牧业工作人员提供农牧业最直观的图像数据、气象数据和土壤墒情数据，判断该片区域牧草等其它作物的分布疏密及颜色深浅。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，本发明由摄像机、气象传感器、土壤墒情传感器、现场嵌入式工控机、北斗网关、北斗终端、控制中心室的北斗指挥机及主机组成；

摄像机安装在铁塔上以俯角45度安装，气象传感器朝北安装，土壤墒情传感器埋在距地面约15cm的土壤里；

现场嵌入式工控机通过网线与摄像机相连，接收摄像机传输的实时视频流，将实时视频流转换成标准的视频流并按照一定间隔时间截图且对截图按照控制中心室主机给定的分格参数及相应算法分格处理，将处理后数据转换成标准的协议数据；

北斗网关通过RS485接口与气象传感器、土壤墒情传感器和现场嵌入式工控机连接，将气象传感器采集的数据、土壤墒情传感器采集的数据与现场嵌入式工控机发送的协议数据转换成符合北斗传输规范4.0的北斗协议数据；

北斗终端通过RS232通讯线与北斗网关相连，将北斗网关转换后的北斗协议数据发送给北斗卫星；

控制中心室的北斗指挥机接收到北斗卫星传输的现场的北斗协议数据，并将现场的北斗协议数据通过RS232通讯线发送给主机，主机将接收到的现场的北斗协议数据按照主机与现场嵌入式工控机约定的算法及图像还原方式解析出现场的气象传感器采集的数据、现场的土壤墒情传感器采集的数据及现场的截图，由于主机给定的图像分格参数不一样，解析出来的现场的截图精度也不一样，主机可以根据需要确定下发的分格参数实现精度可调的控制方式。

（三）有益效果

区别于背景技术，本发明提供一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，本装置能够在没有移动通讯网络的区域中，通过北斗卫星通信系统实时传输农牧业现场的监测图像、气象数据及土壤墒情数据，在控制中心室，主机将传指挥机传输过来的图像数据报文、气象数据报文和土壤墒情数据报文解析出来，实时的图像数据根据农牧业工作人员给定的图像分格参数在主机还原农牧业的现场监测图像，同时在主机将还原后的监测图像、气象数据和土壤墒情数据存储起来，为农牧业大数据平台提供丰富、海量的数据。

附图说明

图1是本发明一实施方式中基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置结构示意图；

图2是本发明一实施方式中基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置的流程示意图。

标号说明：

1.摄像机，2. 气象传感器，

3. 土壤墒情传感器，4.网线，

5.RS485接口， 6.现场嵌入式工控机，

7.北斗网关，8.RS232通讯线，

9.北斗终端，10.北斗卫星通信传输通道，

11.北斗指挥机，12.主机。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。请参阅图1，本实施方式提供了一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，本发明由摄像机1、气象传感器2、土壤墒情传感器3、现场嵌入式工控机6、北斗网关7、北斗终端9、控制中心室的北斗指挥机11及主机12组成；

摄像机1安装在铁塔上以俯角45度安装，气象传感器2朝北安装，土壤墒情传感器3埋在距地面约15cm的土壤里；

现场嵌入式工控机6通过网线4与摄像机1相连，接收摄像机1传输的实时视频流，将实时视频流转换成标准的视频流并按照一定间隔时间截图且对截图按照控制中心室主机12给定的分格参数及相应算法分格处理，将处理后数据转换成标准的协议数据；

北斗网关7通过RS485接口5与气象传感器2、土壤墒情传感器3和现场嵌入式工控机6连接，将气象传感器2采集的数据、土壤墒情传感器3采集的数据与现场嵌入式工控机6发送的协议数据转换成符合北斗传输规范4.0的北斗协议数据；

北斗终端9通过RS232通讯线8与北斗网关7相连，将北斗网关7转换后的北斗协议数据发送给北斗卫星；

控制中心室的北斗指挥机11接收到北斗卫星传输的现场的北斗协议数据，并将现场的北斗协议数据通过RS232通讯线8发送给主机12，主机12将接收到的现场的北斗协议数据按照主机12与现场嵌入式工控机6约定的算法及图像还原方式解析出现场的气象传感器2采集的数据、现场的土壤墒情传感器3采集的数据及现场的截图，由于主机12给定的图像分格参数不一样，解析出来的现场的截图精度也不一样，主机12可以根据需要确定下发的分格参数实现精度可调的控制方式。

请参阅图2，本实施方式提供一种基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，实现本发明的主要步骤包括：

步骤S201，现场嵌入式工控机6通过网线4与摄像机1相连，接收摄像机1传输的实时视频流，将实时视频流转换成标准的视频流并按照一定间隔时间截图且对截完后的图片按照控制中心室主机12给定的分格参数及相应算法分格处理，将处理后数据转换成标准的协议数据。

步骤S202，北斗网关7通过RS485接口5与气象传感器2、土壤墒情传感器3和现场嵌入式工控机6连接，将气象传感器2采集的数据、土壤墒情传感器3采集的数据与现场嵌入式工控机6发送的协议数据转换成符合北斗传输规范4.0的北斗协议数据。

步骤S203，北斗终端9通过RS232通讯线8与北斗网关7相连，将北斗网关7转换后的北斗协议数据发送给北斗卫星。

步骤S204，控制中心室的北斗指挥机11接收到北斗卫星传输的现场的北斗协议数据，并将现场的北斗协议数据通过RS232通讯线8发送给主机12，主机12将接收到的现场的北斗协议数据按照主机12与现场嵌入式工控机6约定的算法及图像还原方式解析出现场的气象传感器2采集的数据、现场的土壤墒情传感器3采集的数据及现场的截图，由于主机12给定的图像分格参数不一样，解析出来的现场的截图精度也不一样，主机12可以根据需要确定下发的分格参数实现精度可调的控制方式。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.基于北斗通讯精度可调的农牧业数据采集还原现场的装置，其特征在于由摄像机、气象传感器、土壤墒情传感器、现场嵌入式工控机、北斗网关、北斗终端、控制中心室的北斗指挥机及主机组成；

摄像机安装在铁塔上以俯角45度安装，气象传感器朝北安装，土壤墒情传感器埋在距地面约15cm的土壤里；

现场嵌入式工控机通过网线与摄像机相连，接收摄像机传输的实时视频流，将实时视频流转换成标准的视频流并按照一定间隔时间截图且对截图按照控制中心室主机给定的分格参数及相应算法分格处理，将处理后数据转换成标准的协议数据；

北斗网关通过RS485接口与气象传感器、土壤墒情传感器和现场嵌入式工控机连接，将气象传感器采集的数据、土壤墒情传感器采集的数据与现场嵌入式工控机发送的协议数据转换成符合北斗传输规范4.0的北斗协议数据；

北斗终端通过RS232通讯线与北斗网关相连，将北斗网关转换后的北斗协议数据发送给北斗卫星；

控制中心室的北斗指挥机接收到北斗卫星传输的现场的北斗协议数据，并将现场的北斗协议数据通过RS232通讯线发送给主机，主机将接收到的现场的北斗协议数据按照主机与现场嵌入式工控机约定的算法及图像还原方式解析出现场的气象传感器采集的数据、现场的土壤墒情传感器采集的数据及现场的截图，由于主机给定的图像分格参数不一样，解析出来的现场的截图精度也不一样，主机可以根据需要确定下发的分格参数实现精度可调的控制方式。