CN111064884A - 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统 - Google Patents

一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111064884A
CN111064884A CN201911264167.8A CN201911264167A CN111064884A CN 111064884 A CN111064884 A CN 111064884A CN 201911264167 A CN201911264167 A CN 201911264167A CN 111064884 A CN111064884 A CN 111064884A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar
image acquisition
module
power supply
acquisition device
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
CN201911264167.8A
Other languages
English (en)
Inventor
穆悦
丁艳锋
刘聪
郭威
胡浩明
二宫正士
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.)
Nanjing Agricultural University
Original Assignee
Nanjing Agricultural University
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 Nanjing Agricultural University filed Critical Nanjing Agricultural University
Priority to CN201911264167.8A priority Critical patent/CN111064884A/zh
Publication of CN111064884A publication Critical patent/CN111064884A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/65—Control of camera operation in relation to power supply
    • H04N23/651—Control of camera operation in relation to power supply for reducing power consumption by affecting camera operations, e.g. sleep mode, hibernation mode or power off of selective parts of the camera
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/16—Anti-theft; Abduction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/52—Elements optimising image sensor operation, e.g. for electromagnetic interference [EMI] protection or temperature control by heat transfer or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/661—Transmitting camera control signals through networks, e.g. control via the Internet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明提出一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，包括太阳能供电装置和图像采集装置，太阳能供电装置安装在图像采集装置外部，图像采集装置包括高分辨率相机、相机控制模块、时间控制器、4G通讯模块、电源模块，太阳能供电装置包括支撑平台、太阳能板、蓄电池和太阳能充电控制器。本发明能够实现对田间作物的定时拍照、实时传送和远程控制，满足田间作物生长监测的需要，提高工作效率，能够适应恶劣环境，并适用于多种地面平台。

Description

一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统
技术领域
本发明属于图像自动采集传输技术领域，尤其是一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统。
背景技术
田间作物的生长状况，直接影响作物的产量和品质。因此，对田间作物生长发育阶段进行充分的了解，从而采取有效的措施(如：使用适量的水、化肥和杀虫剂)来确保田间作物能够高产量、高质量生产，是我们仍然需要为之努力的。以水稻为例，当水稻从种子长成成熟植株的过程中，经历了一系列的转变。其中，开花和抽穗期是决定水稻结实粒数的关键时期，是需要重点监测的。要实现水稻高产量、高质量生产，就需要在开花和抽穗期对水稻采取有效的措施。目前，农民仍然采用的是人工目视来判断水稻的生长阶段，这不仅浪费时间而且浪费劳动力，遇到刮风下雨天，可能会错过水稻开花和抽穗期，从而使水稻产量下降，生产效率降低，收获利润减少。
田间作物观测仍旧面临的问题：长时间观测自动控制难、供电问题难以解决、恶劣环境影响(高温、高湿)。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，通过太阳能供电装置和图像采集装置实现对田间作物的定时拍照、实时传送和远程控制，满足田间作物生长监测的需要，提高工作效率，能够适应恶劣环境，并适用于多种地面平台。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，包括太阳能供电装置和图像采集装置，太阳能供电装置安装在图像采集装置外部，其中：图像采集装置上设有用于拍摄田间作物图像的高分辨率相机、用于与远程服务器通信并传输的4G通讯模块、以及用于从太阳能供电装置获取电能并为高分辨率相机、4G通讯模块提供工作电压的电源模块，电源模块与高分辨率相机、4G通讯模块均连接，4G通讯模块与远程服务器通过无线通信连接，远程服务器用于存储田间作物图像并与电子计算机、手机移动端连接通信；所述高分辨率相机设置在图像采集装置内部下端，高分辨率相机上连接有用于控制拍摄的相机控制模块，相机控制模块设置在图像采集装置内，相机控制模块还与4G通讯模块连接，所述电源模块与相机控制模块连接并提供工作电压；太阳能供电装置包括支撑平台、太阳能板、蓄电池和太阳能充电控制器，5个太阳能板围装在支撑平台上表面，5个太阳能板与支撑平台共同形成四方体结构，蓄电池和太阳能充电控制器安装在围装的太阳能板内部，太阳能板与蓄电池连接，太阳能板、蓄电池均与太阳能充电控制器连接，太阳能充电控制器与图像采集装置的电源模块连接，其中，太阳能板用于接收太阳能并转化为电能存储在蓄电池内，蓄电池用于存储电能，太阳能充电控制器用于控制太阳能板给蓄电池充电，并且控制对图像采集装置的电能输出。
此外另有其他特征如下：图像采集装置内的GPS模块，用于确定高分辨率相机采集的图片所对应的位置，GPS模块与电源模块、相机控制模块均连接；设置在图像采集装置内的冷却风扇，用于对图像采集装置进行散热，冷却风扇与电源模块连接；设置在图像采集装置内的时间控制器，用于设定高分辨率相机拍照的工作时间，且时间控制器与电源模块连接，在不需要拍照的时间切断高分辨率相机的工作电源，需要拍照的时间接通高分辨率相机的电源；
所述4G通讯模块连接有一4G天线，所述4G天线设置在图像采集装置外面；图像采集装置的外围还设有防辐射隔热材料层；所述太阳能板为网格状太阳能板。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明是基于太阳能供电并配有散热装置，能够适应田间的无电条件和高温高湿环境；
2、本发明能够远程控制相机实时拍摄，并自动传输至远程服务器，实现实时准确的监测；
3、本发明能够提高工作效率，适用于多种地面平台，如固定式支架、移动式车载平台等，有利于实现田间作物高质量、高产量的生产。
附图说明
图1是本发明的图像采集装置结构示意图；
图2是本发明的太阳能供电装置外部结构示意图；
图3是本发明的太阳能供电装置内部结构示意图；
图4是本发明的整体示意图。
附图标记含义：1：电源模块，2：相机控制模块，3：时间控制器，4：冷却风扇，5：4G通讯模块，6：4G天线，7：GPS模块，8：高分辨率相机，9：支撑平台，10：太阳能板，11：蓄电池，12：太阳能充电控制器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，包括太阳能供电装置和图像采集装置，太阳能供电装置安装在图像采集装置外部。
如图1、4所示，图像采集装置上设有用于拍摄田间作物图像的高分辨率相机8、用于与远程服务器通信并传输的4G通讯模块5、以及用于从太阳能供电装置获取电能并为高分辨率相机8、4G通讯模块5提供工作电压的电源模块1。电源模块1与高分辨率相机8、4G通讯模块5均连接，4G通讯模块5连接有一4G天线6，所述4G天线6设置在图像采集装置外面，4G通讯模块5与远程服务器通过无线通信连接，远程服务器用于存储田间作物图像并与电子计算机、手机移动端连接通信。
4G通讯模块5采用型号为MT7628的4G模组，通过标准的LTE通讯协议通信。高分辨率相机8采用型号为EOS M5的佳能相机，
所述高分辨率相机8设置在图像采集装置内部下端，高分辨率相机8上连接有用于控制拍摄的相机控制模块2相机控制模块2设置在图像采集装置内，相机控制模块2还与4G通讯模块5连接，所述电源模块1与相机控制模块2连接并提供工作电压。
相机控制模块2采用型号为raspberry pi ZERO W的树莓派，通过软件编程实现控制高分辨率相机拍摄，控制软件名称是Gphoto2。
图像采集装置内还设置有冷却风扇4、GPS模块7、时间控制器3，所述冷却风扇4用于对图像采集装置进行散热，GPS模块7用于确定高分辨率相机8采集的图片所对应的位置，时间控制器3用于设定高分辨率相机8拍照的工作时间，冷却风扇4、时间控制器3均与电源模块1连接，GPS模块7与电源模块1、相机控制模块2均连接。GPS模块7采用型号为BS-282的高灵敏度无源天线一体模组接收器。时间控制器3在不需要拍照的时间切断高分辨率相机8的工作电源，在需要拍照的时间接通高分辨率相机8的电源。图像采集装置的外围还设有防辐射隔热材料层。
如图2、3所示，太阳能供电装置包括支撑平台9、太阳能板10、蓄电池11和太阳能充电控制器12，5个太阳能板10围装在支撑平台9上表面，5个太阳能板10与支撑平台9共同形成四方体结构，蓄电池11和太阳能充电控制器12安装在围装的太阳能板10内部。所述太阳能板10为网格状太阳能板。太阳能板10与蓄电池11连接，太阳能板10、蓄电池11均与太阳能充电控制器12连接，太阳能充电控制器12与图像采集装置的电源模块1连接，其中，太阳能板10用于接收太阳能并转化为电能存储在蓄电池11内，蓄电池11用于存储电能，太阳能充电控制器12用于控制太阳能板10给蓄电池11充电，并且控制对图像采集装置的电能输出。当蓄电池11的电池电压低于11.8V时，太阳能充电控制器切断其与电源模块1的连接，当蓄电池11充电至12.6V时，太阳能充电控制器恢复接通电源模块1。
本发明的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统的工作过程如下：
太阳能板10在阳光充足的条件下，可以给蓄电池11充电，蓄电池11的电量由太阳能充电控制器12控制，确保安全供电，图像采集装置中的电池模块1通过太阳能充电控制器12从蓄电池11中获得电能，电量的多少由太阳能充电控制器12控制，供整个图像采集装置正常工作。
4G通讯模块5通过4G天线6联网，GPS模块7实时采集图像采集装置所在的位置，相机控制模块2收到远程服务器发出的指令，根据相机控制模块2的程序设定来控制高分辨率相机8定时拍摄照片，时间控制器3设定高分辨率相机8拍照的工作时间，每张照片附带相应的GPS位置，4G通讯模块5将拍摄到的照片自动传输到远程服务器上，供电子计算机或手机移动端使用。每张照片的GPS位置能够起到对图像采集装置防盗的作用。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，包括太阳能供电装置和图像采集装置，太阳能供电装置安装在图像采集装置外部，其中：
图像采集装置上设有用于拍摄田间作物图像的高分辨率相机(8)、用于与远程服务器通信并传输的4G通讯模块(5)、以及用于从太阳能供电装置获取电能并为高分辨率相机(8)、4G通讯模块(5)提供工作电压的电源模块(1)，电源模块(1)与高分辨率相机(8)、4G通讯模块(5)均连接，4G通讯模块(5)与远程服务器通过无线通信连接，远程服务器用于存储田间作物图像并与电子计算机、手机移动端连接通信；
所述高分辨率相机(8)设置在图像采集装置内部下端，高分辨率相机(8)上连接有用于控制拍摄的相机控制模块(2)，相机控制模块(2)设置在图像采集装置内，相机控制模块(2)还与4G通讯模块(5)连接，所述电源模块(1)与相机控制模块(2)连接并提供工作电压；
太阳能供电装置包括支撑平台(9)、太阳能板(10)、蓄电池(11)和太阳能充电控制器(12)，5个太阳能板(10)围装在支撑平台(9)上表面，5个太阳能板(10)与支撑平台(9)共同形成四方体结构，蓄电池(11)和太阳能充电控制器(12)安装在围装的太阳能板(10)内部，太阳能板(10)与蓄电池(11)连接，太阳能板(10)、蓄电池(11)均与太阳能充电控制器(12)连接，太阳能充电控制器(12)与图像采集装置的电源模块(1)连接，其中，太阳能板(10)用于接收太阳能并转化为电能存储在蓄电池(11)内，蓄电池(11)用于存储电能，太阳能充电控制器(12)用于控制太阳能板(10)给蓄电池(11)充电，并且控制对图像采集装置的电能输出。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，还包括设置在图像采集装置内的GPS模块(7)，所述GPS模块(7)用于确定高分辨率相机(8)采集的图片所对应的位置，GPS模块(7)与电源模块(1)、相机控制模块(2)均连接。
3.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，还包括设置在图像采集装置内的冷却风扇(4)，所述冷却风扇(4)用于对图像采集装置进行散热，冷却风扇(4)与电源模块(1)连接。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，所述4G通讯模块(5)连接有一4G天线(6)，所述4G天线(6)设置在图像采集装置外面。
5.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，图像采集装置的外围还设有防辐射隔热材料层。
6.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，所述太阳能板(10)为网格状太阳能板。
7.根据权利要求1所述的基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统，其特征在于，还包括设置在图像采集装置内的时间控制器(3)，所述时间控制器(3)用于设定高分辨率相机(8)拍照的工作时间，且时间控制器(3)与电源模块(1)连接，在不需要拍照的时间切断高分辨率相机(8)的工作电源，需要拍照的时间接通高分辨率相机(8)的电源。
CN201911264167.8A 2019-12-11 2019-12-11 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统 Pending CN111064884A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911264167.8A CN111064884A (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911264167.8A CN111064884A (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111064884A true CN111064884A (zh) 2020-04-24

Family

ID=70300553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911264167.8A Pending CN111064884A (zh) 2019-12-11 2019-12-11 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111064884A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113723320A (zh) * 2021-09-02 2021-11-30 南京工业职业技术大学 一种作物光谱聚类分析处理方法及其图像采集装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202514344U (zh) * 2012-03-26 2012-11-07 浙江科技学院 一种集诱虫功能为一体的太阳能声波助长器
CN105208344A (zh) * 2015-09-28 2015-12-30 中国水稻研究所 分布式移动农业病虫害信息采集与诊断系统及嵌入式相机
CN205490956U (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 张城玮 无线超远程定位拍照报警系统
CN208537936U (zh) * 2018-05-21 2019-02-22 成都农业科技职业学院 一种农业图像采集和传输控制系统
CN208687620U (zh) * 2018-10-25 2019-04-02 中国计量大学 一种带有充电功能的庭院灯
CN209498322U (zh) * 2019-01-10 2019-10-18 中国矿业大学 自动更新型微小农业害虫监测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202514344U (zh) * 2012-03-26 2012-11-07 浙江科技学院 一种集诱虫功能为一体的太阳能声波助长器
CN105208344A (zh) * 2015-09-28 2015-12-30 中国水稻研究所 分布式移动农业病虫害信息采集与诊断系统及嵌入式相机
CN205490956U (zh) * 2016-04-15 2016-08-17 张城玮 无线超远程定位拍照报警系统
CN208537936U (zh) * 2018-05-21 2019-02-22 成都农业科技职业学院 一种农业图像采集和传输控制系统
CN208687620U (zh) * 2018-10-25 2019-04-02 中国计量大学 一种带有充电功能的庭院灯
CN209498322U (zh) * 2019-01-10 2019-10-18 中国矿业大学 自动更新型微小农业害虫监测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113723320A (zh) * 2021-09-02 2021-11-30 南京工业职业技术大学 一种作物光谱聚类分析处理方法及其图像采集装置
CN113723320B (zh) * 2021-09-02 2022-11-15 南京工业职业技术大学 一种作物光谱聚类分析处理方法及其图像采集装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104345355B (zh) 一种采集与处理天气数据和图像的装置、方法和系统
CN206178509U (zh) 基于Web服务器和ZigBee的大棚远程监控系统
CN204740358U (zh) 一种田间智能远程环境采集气象站
CN205983216U (zh) 一种新能源农用信息采集机器人
CN110954161A (zh) 基于物联网的农业智能监测管理方法及系统
CN109510971A (zh) 一种基于物联网的野生动物智能观测系统
CN105843298A (zh) 一种农业大棚智能监控系统
CN105208249A (zh) 一种多光谱图像无线传感器节点及其控制方法
CN111064884A (zh) 一种基于太阳能的田间作物图像自动采集传输系统
CN107896305A (zh) 可快速部署的超低功耗抓拍图传系统
CN206077603U (zh) 大田作物长势远程监测装置
CN202395897U (zh) 植物生长信息远程监测系统
CN210431480U (zh) 大农业智能监控指挥装置
CN209861778U (zh) 信息化农业大棚
CN112841154A (zh) 一种基于人工智能的病虫害防治系统
CN105791435A (zh) 一种灌区实时数据采集装置
CN213028273U (zh) 一种用于风电场的智能移动巡检装置
CN209447012U (zh) 一种基于北斗的田间无线气象采集装置
CN208537936U (zh) 一种农业图像采集和传输控制系统
CN211209822U (zh) 一种城建监察用园林绿化管理设备
CN104469295A (zh) 一种图像采集器
CN209911584U (zh) 研究气候变暖对农田生态系统影响的试验系统
CN205484087U (zh) 一种基于ccd传感器的植物授粉状态监测系统
CN208144304U (zh) 一种病虫害远程实时监测系统
CN217183379U (zh) 一种农业低功耗相机的系统

Legal Events

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

Application publication date: 20200424