CN208537936U - 一种农业图像采集和传输控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农业图像采集和传输控制系统；包括图像采集摄像头、图像采集终端、图像采集和传输控制主机、图像采集和传输控制服务器以及终端电源控制系统，所述图像采集摄像头的输出连接图像采集终端，图像采集终端通过有线网络或无线网络与图像采集和传输控制主机实现数据通信，终端电源控制系统与图像采集终端连接，图像采集和传输控制主机通过互联网与图像采集和传输控制服务器连接通信；所述图像采集和传输控制主机和图像采集终端分别与温度风机、喷灌系统、遮阳窗连接。本实用新型经过改进之后，能够实现对农作物的生长图像采集，而且具有对大棚内温、湿度及光照设施的控制作用，使得本实用新型具有较好的灵活性，系统布置简单、维护成本低，适合在大棚农业中推广应用。

Description

一种农业图像采集和传输控制系统

技术领域

本实用新型涉及农业图像采集及控制领域，具体来讲涉及一种应用于大棚中的农业图像采集和传输控制系统。

背景技术

目前，许多农作物都在大棚中种植，因此大棚的应用已是随处可见；对于大棚种植来讲，农业环境图像是农业环境中很重要的一项监测内容，能够使管理者直观的掌握大棚中农作物生长的现场信息。目前，农业环境信息获取和传输系统普遍采用有线方式，导致布线比较复杂。由于大棚农业环境的面积较大，种植户需要采用配套的农业图像采集系统在实现农业图像采集及控制。

经过检索发现，专利号CN201420258608.X的实用新型公开了一种基于设施农业环境的图像采集和传输控制装置，包括核心处理器、3G模块、图像采集模块和电源模块；图像采集模块的采集数据输出端与核心处理器的采集数据输入端连接，核心处理器的3G数据输入输出端与3G模块的3G数据输入输出端连接，电源模块的电源输出端与核心处理器的电源输入端连接。

专利号CN201420169437.3的实用新型公开了一种农业作物图像感知终端，由终端核心板、电池电源管理模块、锂离子充电电池、太阳能电池板、UART接口图像传感器、湿度传感器、温度传感器、GPRSDTU和天线组成。终端核心板、湿度传感器、温度传感器、UART接口图像传感器、GPRSDTU与电池电源管理模块相连，由电池电源管理模块提供电源。太阳能电池板与锂离子充电电池相连，进行太阳能充电，锂离子充电电池与电池电源管理模块相连，提供系统电源能量。终端核心板与GPRSDTU相连，GPRSDTU与天线相连，用于连接无线网络，向服务器发送数据。

专利号CN201510556182.5的发明公开了一种基于嵌入式的农业物联网图像采集装置，包括型号为S3C2440的嵌入式微处理器，嵌入式微处理器中设置有Linux操作系统，嵌入式微处理器上接入有3G模块、摄像头接口、时钟电路、LCD接口、JTAG接口、串口电路、电源及复位电路、SDRAM、NOR-FLASH、NAND-FLASH。

另一方面，由于随着物联网技术的兴起、通信技术的发展和嵌入式技术的普及，科技为远程图像采集与无线传输提供了有利条件。然而，我国是一个农业大国，实时获取作物生长状况信息，对提高作物的产量，提升作物的品质具有深远的意义。目前，经过走访、调查发现，现有的农业图像采集系统大多用于露天种植场，应用于大棚种植领域的较少，而且现有的农业图像采集系统缺乏必要的传输控制性能，导致在农业环境信息获取后不能较好的对大棚中的对应设施进行控制；故本领域人员希望拥有一种农业图像采集和传输控制系统，来增强农业大棚种植领域的发展。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种农业图像采集和传输控制系统；本实用新型经过改进之后，能够实现对农作物的生长图像采集，而且具有对大棚内温、湿度及光照设施的控制作用，使得本实用新型具有较好的灵活性，系统布置简单、维护成本低，适合在大棚农业中推广应用

本实用新型是这样实现的，构造一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：所述控制系统包括图像采集摄像头、图像采集终端、图像采集和传输控制主机、图像采集和传输控制服务器以及终端电源控制系统，所述图像采集摄像头的输出连接图像采集终端，图像采集终端通过有线网络或无线网络与图像采集和传输控制主机实现数据通信，终端电源控制系统与图像采集终端连接，图像采集和传输控制主机通过互联网与图像采集和传输控制服务器连接通信；

所述图像采集终端具有终端控制处理模块、触摸显示屏、触摸屏控制模块、串口智能显示终端、摄像头接口、GPIO接口、时钟定时模块、网络通信模块、存储器、控制输出模块；

所述图像采集摄像头的输出通过摄像头接口与图像采集终端连接；

所述触摸显示屏通过触摸屏控制模块与终端控制处理模块连接，终端控制处理模块输出连接串口智能显示终端，串口智能显示终端的输出端再与触摸显示屏连接；

GPIO接口分别与外部的温度传感器、湿度传感器、光照传感器连接，GPIO接口的输出端与终端控制处理模块连接，终端控制处理模块同时还分别与时钟定时模块、网络通信模块、存储器、控制输出模块连接；所述图像采集和传输控制主机和控制输出模块分别与温度风机、喷灌系统、遮阳窗连接。

根据本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：所述控制系统包括LED显示屏，LED显示屏与图像采集和传输控制主机连接。

根据本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：终端电源控制系统包括市电充电电池、电压检测模块、太阳能充电电池、电源切换模块、电源输出控制模块、市电充电控制模块、报警模块、锂电子充电模块、太阳能光伏板；

电压检测模块的采集端分别与市电充电电池和太阳能充电电池连接，电压检测模块的输出端连接电源切换模块，电源切换模块连接并控制电源输出控制模块，通过电源输出控制模块与图像采集终端连接供电，

电源切换模块分别与市电充电电池和太阳能充电电池连接，电压检测模块输出还与报警模块连接。

本实用新型具有如下优点：本实用新型是一种应用于大棚种植的农业图像采集和传输控制系统，如图1-图2所示，具有如下改进及优点；

优点1：图像采集摄像头和图像采集终端安装于大棚内，其数量根据具体情况而定，由图像采集摄像头对大棚内的作物生长情况（包括作物长势、是否有害虫滋生）进行采集，然后通过摄像头接口传输至图像采集终端，另一方面，在大棚内还设置有温度传感器、湿度传感器和光照传感器，实时对大棚内的温、湿度及光照进行数据采集，然后经GPIO接口传输至图像采集终端；由图像采集终端通过有线网络或无线网络将图像、数据全部传输至图像采集和传输控制主机中，与此同时，图像采集和传输控制主机通过互联网将所获得的信息上传至图像采集和传输控制服务器中。

本系统在实施过程中，所述图像采集和传输控制主机和控制输出模块分别都能对大棚内现有的温度风机、喷灌系统、遮阳窗进行控制；

对于图像采集终端来讲，在每日的早上日出时定时通过控制输出模块启动温度风机、喷灌系统一定时间，并开启遮阳窗，并在日落时再启动温度风机、喷灌系统一定时间，并关闭遮阳窗（如果遮阳窗时开启的）。在白天中，如果对大棚内的温、湿度及光照进行数据采集发现需要临时调节大棚内的温、湿度及光照时，那么由图像采集和传输控制主机对温度风机、喷灌系统、遮阳窗进行控制，这样能够减轻图像采集终端的控制、运行负荷。

那么，本实用新型经过改进之后，能够实现对农作物的生长图像采集，而且具有对大棚内温、湿度及光照设施的控制作用，使得本实用新型具有较好的灵活性，系统布置简单、维护成本低，适合在大棚农业中推广应用。

优点2：本实用新型中对于图像采集终端来讲，本实用新型在这里采用触摸显示屏进行系统的显示和信息触摸输入，操作人员可以在触摸显示屏界面进行操作和设置；触摸屏控制模块采集触控点坐标模拟信号，然后将触控点坐标转化为数字信号发送到终端控制处理模块，终端控制处理模块接收触控坐标后，根据坐标值解析人员操作行为，然后进行相关处理；通过串口智能显示终端向触摸显示屏发送显示信息。本实用新型采用这种方式之后，能够简化图像采集终端2的输入和输出结构，由于采用嵌入式和触摸屏技术，为操作人员提供更人性化的操作环境，简化了操作步骤，提高了信息上传的时间和效率；将计算机与电子技术综合运用，实现农业技术现代化。

优点3：本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，所述控制系统包括LED显示屏，LED显示屏与图像采集和传输控制主机连接；通过新增加的LED显示屏有助于将重要、必要信息在较大空间内予以显示。

优点4：本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，终端电源控制系统包括市电充电电池、电压检测模块、太阳能充电电池、电源切换模块、电源输出控制模块、市电充电控制模块、报警模块、锂电子充电模块、太阳能光伏板；

电压检测模块的采集端分别与市电充电电池和太阳能充电电池连接，电压检测模块的输出端连接电源切换模块，电源切换模块连接并控制电源输出控制模块，通过电源输出控制模块与图像采集终端连接供电，电源切换模块分别与市电充电电池和太阳能充电电池连接，电压检测模块输出还与报警模块连接。

对于终端电源控制系统来讲，其结构如图2所示，在使用中，由电源切换模块优先使用太阳能充电电池中的电量，即由电源切换模块将太阳能充电电池和控制电源输出控制模块连通，对图像采集终端连接供电；在这过程中电压检测模块会实时检测太阳能充电电池的电压和/或电量，如果检测发现太阳能充电电池中的电量较低时，电压检测模块对锂电子充电模块输出控制信号，使得太阳能光伏板通过锂电子充电模块对太阳能充电电池充电；然后，电源切换模块将市电充电电池和控制电源输出控制模块连通，对图像采集终端连接供电；在这过程中电压检测模块会实时检测市电充电电池的电压和/或电量，当市电充电电池电量用完时，电压检测模块对市电充电控制模块输出控制信号，由市电充电控制模块对市电充电电池充电；无论是市电充电电池还是太阳能充电电池，如果电压检测模块长时间检测到其电压和/或电量均处于较低值时，说明充电失败，由电压检测模块输出报警模块予以警示。

附图说明

图1是本实用新型所述控制系统的整体框图；

图2是本实用新型中终端电源控制系统实施框图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种农业图像采集和传输控制系统，如图1-图2所示，可以按照如下方式予以实施；所述控制系统包括图像采集摄像头1、图像采集终端2、图像采集和传输控制主机3、图像采集和传输控制服务器4以及终端电源控制系统5，所述图像采集摄像头1的输出连接图像采集终端2，图像采集终端2通过有线网络或无线网络与图像采集和传输控制主机3实现数据通信，终端电源控制系统5与图像采集终端2连接，图像采集和传输控制主机3通过互联网与图像采集和传输控制服务器4连接通信。

所述图像采集终端2具有终端控制处理模块2A、触摸显示屏2B、触摸屏控制模块2C、串口智能显示终端2D、摄像头接口2E、GPIO接口2F、时钟定时模块2G、网络通信模块2H、存储器2I、控制输出模块2J；

所述图像采集摄像头1的输出通过摄像头接口2E与图像采集终端2连接；

所述触摸显示屏2B通过触摸屏控制模块2C与终端控制处理模块2A连接，终端控制处理模块2A输出连接串口智能显示终端2D，串口智能显示终端2D的输出端再与触摸显示屏2B连接。

GPIO接口2F分别与外部的温度传感器6、湿度传感器7、光照传感器8连接，GPIO接口2F的输出端与终端控制处理模块2A连接，终端控制处理模块2A同时还分别与时钟定时模块2G、网络通信模块2H、存储器2I、控制输出模块2J连接；所述图像采集和传输控制主机3和控制输出模块2J分别与温度风机10、喷灌系统11、遮阳窗12连接。

本实用新型是一种应用于大棚种植的农业图像采集和传输控制系统，图像采集摄像头1和图像采集终端2安装于大棚内，其数量根据具体情况而定，由图像采集摄像头1对大棚内的作物生长情况（包括作物长势、是否有害虫滋生）进行采集，然后通过摄像头接口2E传输至图像采集终端2，另一方面，在大棚内还设置有温度传感器6、湿度传感器7和光照传感器8，实时对大棚内的温、湿度及光照进行数据采集，然后经GPIO接口2F传输至图像采集终端2；由图像采集终端2通过有线网络或无线网络将图像、数据全部传输至图像采集和传输控制主机3中，与此同时，图像采集和传输控制主机3通过互联网将所获得的信息上传至图像采集和传输控制服务器4中。

本系统在实施过程中，所述图像采集和传输控制主机3和控制输出模块2J分别都能对大棚内现有的温度风机10、喷灌系统11、遮阳窗12进行控制；

对于图像采集终端2来讲，在每日的早上日出时定时通过控制输出模块2J启动温度风机10、喷灌系统11一定时间，并开启遮阳窗12，并在日落时再启动温度风机10、喷灌系统11一定时间，并关闭遮阳窗12（如果遮阳窗时开启的）。在白天中，如果对大棚内的温、湿度及光照进行数据采集发现需要临时调节大棚内的温、湿度及光照时，那么由图像采集和传输控制主机3对温度风机10、喷灌系统11、遮阳窗12进行控制，这样能够减轻图像采集终端2的控制、运行负荷。

那么，本实用新型经过改进之后，能够实现对农作物的生长图像采集，而且具有对大棚内温、湿度及光照设施的控制作用，使得本实用新型具有较好的灵活性，系统布置简单、维护成本低，适合在大棚农业中推广应用。

同时，对于图像采集终端2来讲，本实用新型在这里采用触摸显示屏进行系统的显示和信息触摸输入，操作人员可以在触摸显示屏界面进行操作和设置；触摸屏控制模块采集触控点坐标模拟信号，然后将触控点坐标转化为数字信号发送到终端控制处理模块，终端控制处理模块接收触控坐标后，根据坐标值解析人员操作行为，然后进行相关处理；通过串口智能显示终端向触摸显示屏发送显示信息。本实用新型采用这种方式之后，能够简化图像采集终端2的输入和输出结构，由于采用嵌入式和触摸屏技术，为操作人员提供更人性化的操作环境，简化了操作步骤，提高了信息上传的时间和效率；将计算机与电子技术综合运用，实现农业技术现代化。

本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，所述控制系统包括LED显示屏9，LED显示屏9与图像采集和传输控制主机3连接；通过新增加的LED显示屏9有助于将重要、必要信息在较大空间内予以显示。

本实用新型所述一种农业图像采集和传输控制系统，终端电源控制系统5包括市电充电电池13、电压检测模块14、太阳能充电电池15、电源切换模块16、电源输出控制模块17、市电充电控制模块18、报警模块19、锂电子充电模块20、太阳能光伏板21；

电压检测模块14的采集端分别与市电充电电池13和太阳能充电电池15连接，电压检测模块14的输出端连接电源切换模块16，电源切换模块16连接并控制电源输出控制模块17，通过电源输出控制模块17与图像采集终端2连接供电，

电源切换模块16分别与市电充电电池13和太阳能充电电池15连接，电压检测模块14输出还与报警模块19连接。

对于终端电源控制系统5来讲，其结构如图2所示，在使用中，由电源切换模块16优先使用太阳能充电电池15中的电量，即由电源切换模块16将太阳能充电电池15和控制电源输出控制模块17连通，对图像采集终端2连接供电；在这过程中电压检测模块14会实时检测太阳能充电电池15的电压和/或电量，如果检测发现太阳能充电电池15中的电量较低时，电压检测模块14对锂电子充电模块20输出控制信号，使得太阳能光伏板21通过锂电子充电模块20对太阳能充电电池15充电；然后，电源切换模块16将市电充电电池13和控制电源输出控制模块17连通，对图像采集终端2连接供电；在这过程中电压检测模块14会实时检测市电充电电池13的电压和/或电量，当市电充电电池13电量用完时，电压检测模块14对市电充电控制模块18输出控制信号，由市电充电控制模块18对市电充电电池13充电；无论是市电充电电池13还是太阳能充电电池15，如果电压检测模块14长时间检测到其电压和/或电量均处于较低值时，说明充电失败，由电压检测模块14输出报警模块19予以警示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：所述控制系统包括图像采集摄像头（1）、图像采集终端（2）、图像采集和传输控制主机（3）、图像采集和传输控制服务器（4）以及终端电源控制系统（5），所述图像采集摄像头（1）的输出连接图像采集终端（2），图像采集终端（2）通过有线网络或无线网络与图像采集和传输控制主机（3）实现数据通信，终端电源控制系统（5）与图像采集终端（2）连接，图像采集和传输控制主机（3）通过互联网与图像采集和传输控制服务器（4）连接通信；

所述图像采集终端（2）具有终端控制处理模块（2A）、触摸显示屏（2B）、触摸屏控制模块（2C）、串口智能显示终端（2D）、摄像头接口（2E）、GPIO接口（2F）、时钟定时模块（2G）、网络通信模块（2H）、存储器（2I）、控制输出模块（2J）；

所述图像采集摄像头（1）的输出通过摄像头接口（2E）与图像采集终端（2）连接；

所述触摸显示屏（2B）通过触摸屏控制模块（2C）与终端控制处理模块（2A）连接，终端控制处理模块（2A）输出连接串口智能显示终端（2D），串口智能显示终端（2D）的输出端再与触摸显示屏（2B）连接；

GPIO接口（2F）分别与外部的温度传感器（6）、湿度传感器（7）、光照传感器（8）连接，GPIO接口（2F）的输出端与终端控制处理模块（2A）连接，终端控制处理模块（2A）同时还分别与时钟定时模块（2G）、网络通信模块（2H）、存储器（2I）、控制输出模块（2J）连接；所述图像采集和传输控制主机（3）和控制输出模块（2J）分别与温度风机（10）、喷灌系统（11）、遮阳窗（12）连接。

2.根据权利要求1所述一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：所述控制系统包括LED显示屏（9），LED显示屏（9）与图像采集和传输控制主机（3）连接。

3.根据权利要求1所述一种农业图像采集和传输控制系统，其特征在于：终端电源控制系统（5）包括市电充电电池（13）、电压检测模块（14）、太阳能充电电池（15）、电源切换模块（16）、电源输出控制模块（17）、市电充电控制模块（18）、报警模块（19）、锂电子充电模块（20）、太阳能光伏板（21）；

电压检测模块（14）的采集端分别与市电充电电池（13）和太阳能充电电池（15）连接，电压检测模块（14）的输出端连接电源切换模块（16），电源切换模块（16）连接并控制电源输出控制模块（17），通过电源输出控制模块（17）与图像采集终端（2）连接供电，

电源切换模块（16）分别与市电充电电池（13）和太阳能充电电池（15）连接，电压检测模块（14）输出还与报警模块（19）连接。