CN211123668U - 一种新型全景图像采集智能终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型全景图像采集智能终端，由云服务器、无线通信模块、主控芯片模块、环境数据采集模块、全景图像采集模块、太阳能板和锂电池组成，所述环境数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器与风速传感器，所述云服务器包括数据库。本实用新型所述的一种新型全景图像采集智能终端，低成本加绿色环保：采用低功耗芯片，太阳能板独立供电，使用绿色环保材料再配合更加合理化的结构设计，采用4G通信模块，支持断网自动本地缓存，设备高度自主运行，同时支持远程实时操控，利用芯片AI处理能力，在设备端分析处理收集图像的附加信息，利用全景图像数据实现AR技术，并上传至云端。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业物联网领域，特别涉及一种新型全景图像采集智能终端。
背景技术
全景图像采集智能终端是一种用于采集拍摄点周围全景图像的装置，但随着科技的发展，人们对图像采集智能终端的要求越来越高，导致传统的图像采集智能终端已经无法满足人们的使用需求；
传统上图像采集在农业领域运用的不广，其中原因有供电不便、图像数据量小且不便存储和传送、难以实现全景清晰图像、成本昂贵，最主要原因是不能充分运用所获取的这些图像数据得到相应的效益，随着农业物联网在自动化、智能化方向的不断强化，在其中扮演重要角色的“图像采集”设备已无法满足市场需求，在5G技术日益成熟的背景下，某些特定领域的图像采集工作难度势必进一步加剧。
在此之际，针对现有方案存在的问题：1、设备能耗较高；2、全景图像效果不佳；3、数据上传方式不够灵活；4、设备总体成本过高；5、图像的附加信息的分析利用率不高，为此，我们提出一种新型全景图像采集智能终端。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种新型全景图像采集智能终端，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种新型全景图像采集智能终端，包括云服务器、无线通信模块、主控芯片模块、环境数据采集模块、全景图像采集模块、太阳能板和锂电池；
所述云服务器，用于接收并存储无线通信模块传递的数据，同时将控制数据反馈给无线通信模块；
所述无线通信模块，用于将主控芯片模块收集的环境数据上传到云服务器，同时将接收到的控制数据传递给主控芯片模块；
所述主控芯片模块，通过数据线与无线通信模块连接，用于接收环境数据采集模块与全景图像采集模块检测的环境数据，并将环境数据发送给无线通信模块，还用于临时存储环境数据，将图像数据矫正与拼接，形成全景图像；
所述环境数据采集模块，通过串口与主控芯片模块进行通信，向主控芯片模块传输周围的温度、湿度、雨量与风速监控数据；
所述全景图像采集模块，用于采集初始图像数据并通过串口传输给主控芯片模块；
所述太阳能板，通过导线与锂电池连接，用于接收太阳能，并将太阳能转化为电能，通过导线运输到锂电池；
所述锂电池，用于存储太阳能板传递的电能，并为无线通信模块、指控芯片、全景图像采集模块与环境数据采集模块供电。
优选的，所述主控芯片模块的型号为HI3519AV100。
优选的，所述无线通信模块包括4G模块与5G模块，无线通信模块的型号为EC20。
优选的，所述全景图像采集模块包括两个背靠背鱼眼镜头，鱼眼镜头通过MIPI接口与主控芯片模块连接。
优选的，所述太阳能板的输出电压为12V。
优选的，所述锂电池的输出电压为3.3V与1.8V。
优选的，所述环境数据采集模块包括但不限制于温度传感器、湿度传感器、雨量传感器与风速传感器。
优选的，所述云服务器包括数据库；
所述数据库，用于对云服务器接收到的数据进行存储。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、低成本加绿色环保：采用低功耗芯片，太阳能板独立供电，使用绿色环保材料再配合更加合理化的结构设计；
2、无线数据传输，数据安全保护：采用4G通信模块，支持断网自动本地缓存；
3、自主运行，远程可控：设备高度自主运行，同时支持远程实时操控；
4、充分挖掘图像附加值：利用芯片AI处理能力，在设备端分析处理收集图像的附加信息，利用全景图像数据实现AR技术，并上传至云端。
附图说明
图1为本实用新型一种新型全景图像采集智能终端中数据传递流程框图；
图2为本实用新型一种新型全景图像采集智能终端中供电流程框图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
实施例1
参照图1-2所示，一种新型全景图像采集智能终端，包括云服务器、无线通信模块、主控芯片模块、环境数据采集模块、全景图像采集模块、太阳能板和锂电池；
云服务器，用于接收并存储无线通信模块传递的数据，同时将控制数据反馈给无线通信模块；
无线通信模块，用于将主控芯片模块收集的环境数据上传到云服务器，同时将接收到的控制数据传递给主控芯片模块；
主控芯片模块，通过数据线与无线通信模块连接，用于接收环境数据采集模块与全景图像采集模块检测的环境数据，并将环境数据发送给无线通信模块，还用于临时存储环境数据，将图像数据矫正与拼接，形成全景图像；
环境数据采集模块，通过串口与主控芯片模块进行通信，向主控芯片模块传输周围的温度、湿度、雨量与风速监控数据；
全景图像采集模块，用于采集初始图像数据并通过串口传输给主控芯片模块；
太阳能板，通过导线与锂电池连接，用于接收太阳能，并将太阳能转化为电能，通过导线运输到锂电池；
锂电池，用于存储太阳能板传递的电能，并为无线通信模块、指控芯片、全景图像采集模块与环境数据采集模块供电。
参照图1，主控芯片模块的型号为HI3519AV100。
参照图1，无线通信模块包括4G模块与5G模块，无线通信模块的型号为EC20。
参照图1，全景图像采集模块包括两个背靠背鱼眼镜头，鱼眼镜头通过MIPI接口与主控芯片模块连接。
参照图2，太阳能板的输出电压为12V。
参照图2，锂电池的输出电压为3.3V与1.8V。
参照图1，环境数据采集模块包括但不限制于温度传感器、湿度传感器、雨量传感器与风速传感器。
参照图1，云服务器包括数据库；
数据库，用于对云服务器接收到的数据进行存储。
本新型全景图像采集智能终端由四大子系统构成：供电系统、图像采集系统、无线传输系统与云存储系统。
供电系统：涉及电源控制芯片、电源控制电路、锂电池和太阳能电板，其中，太阳能板输出12V通过转换芯片3.3V、1.8V等所需电压工各系统供电，控制芯片加控制电路实现锂电池的智能充放电功能，实现集充电控制、过充过放保护、正负极反接保护及短路保护功能，可以加快蓄电池的充电速度，延长蓄电池的使用寿命；
图像采集系统：涉及供电系统、主控芯片、主控电路、两块鱼眼镜头模组、无线传输系统，是此设备的核心功能。正常工作状态下，主控电路由供电系统供电，单轮图像采集工作完成后(时间较短)，自主进入休眠模式持续一段时间(比如15分钟)后自主唤醒进行下一轮工作，如此循环。关于一轮图像采集工作：设备自主唤醒后，一方面由主控模块发无线传输模块发起唤醒指令(从睡眠到工作状态需要持续一段时间)唤醒，等待接收来自主控模块的待传输数据；另一方面由主控模块加载并打开鱼眼镜头模组，两颗背靠背的鱼眼镜头对场景进行拍摄，生成两张视场均大于210度的图像通过CSI接口传输至处理器，两张图像经过内置的鱼眼图像矫正&拼接算法，实现一张完整的全景图像，同时在全景数据的基础上运用深度学习神经网络对特定目标进行检测识别，实现AR技术；全景图像数据及相关处理信息传输到无线传输系统前，主控模块先发指令给4G模块，使得4G模块与服务器无线连接，若连接不成功则反馈给主控模块，主控模块将本轮采集的图像数据缓存至主控模块的内置缓存空间(最多存储n张图片视配置Flash大小而定)，待下次信号条件允许时再次发送；如果信号条件良好，则将数据传输至无线传输模块进行传输。
无线传输系统：涉及供电系统、主控系统、移远无线4G模块、无线传输模块电路；此系统接受供电系统3.3V供电，并在主控系统自主唤醒后由主控芯片唤醒等待通过USB通信接收图像数据信息，数据传输结束后自主进入休眠模式。
云存储系统：向web端开放一个固定的数据接收端口，以接收来自设备的主动网络连接请求，接收来自设备的数据并保存至数据库。数据接收完成后，网络连接由设备主动断开。
实施例2
参照图1-2所示，一种新型全景图像采集智能终端，包括云服务器、无线通信模块、主控芯片模块、环境数据采集模块、全景图像采集模块、太阳能板和锂电池；
云服务器，用于接收并存储无线通信模块传递的数据，同时将控制数据反馈给无线通信模块；
无线通信模块，用于将主控芯片模块收集的环境数据上传到云服务器，同时将接收到的控制数据传递给主控芯片模块；
主控芯片模块，通过数据线与无线通信模块连接，用于接收环境数据采集模块与全景图像采集模块检测的环境数据，并将环境数据发送给无线通信模块，还用于临时存储环境数据，将图像数据矫正与拼接，形成全景图像；
环境数据采集模块，通过串口与主控芯片模块进行通信，向主控芯片模块传输周围的温度、湿度、雨量与风速监控数据；
全景图像采集模块，用于采集初始图像数据并通过串口传输给主控芯片模块；
太阳能板，通过导线与锂电池连接，用于接收太阳能，并将太阳能转化为电能，通过导线运输到锂电池；
锂电池，用于存储太阳能板传递的电能，并为无线通信模块、指控芯片、全景图像采集模块与环境数据采集模块供电。
参照图1，主控芯片模块的型号为HI3519AV100。
参照图1，无线通信模块包括4G模块与5G模块，无线通信模块的型号为EC20。
参照图1，全景图像采集模块包括两个背靠背鱼眼镜头，鱼眼镜头通过MIPI接口与主控芯片模块连接。
参照图2，太阳能板的输出电压为12V。
参照图2，锂电池的输出电压为3.3V与1.8V。
参照图1，环境数据采集模块包括但不限制于温度传感器、湿度传感器、雨量传感器与风速传感器。
参照图1，云服务器包括数据库；
数据库，用于对云服务器接收到的数据进行存储。
本全景图像采集智能终端基于低功耗设计原理和针对性结构设计，设备能在山区的持续极端天气(太阳能板基本不供电)下连续正常工作15天以上；对图像数据做本地缓存、断点重传兼容性处理，从而保证了数据的安全可靠性；响应服务器端指令，可实现即时图像采集回传；
实现全景图像数据的同时，运用人工神经网络算法充分挖掘图像数据附加值，如实现人脸(陌生或熟悉的用于安防)、果园花期开花的朵数及蜜蜂传播花粉的情况(用于分析推测后期产量和配合相应的农事及旅游宣传)、果园结果期间挂果数目和大小(用于分析推测可实现的产量和对果子的分拣销售及可追溯推销)、用于实现将虚拟信息与真实世界巧妙融合的AR技术等。
农业数据采集设备包括电源供电模块(太阳能板加锂电池)、镜头传感器模块(两颗背靠背鱼眼镜头)、主控模块(海思HI3519AV100芯片方案)、无线通信模块(移远EC20)。所述太阳能电板输出12V电压到电源板模块给锂电池充电，所述电源模块分别输出所需电压到主控模块、镜头传感器模块及无线通信模块，所述主控模块通过USB串口通信与无线通信模块相连，所述主控模块通过MIPI接口与无线通信模块相连；所述无线通信模块通过无线电与远方云存储服务器相连。
使用时，先对设备进行装配，装配好后，按下开关键，锂电池电量足够时设备将启动工作，电量不够时不启动工作，等待太阳充足时将自动启动工作，第一次设备启动时先向服务器注册激活，考虑到节能以及采集数据的重复性和必要性，可设定程序根据特定环境需要让设备唤醒工作和发送数据到服务器后进入休眠X时间后重新唤醒进行下一轮采集和发送数据工作。设备一般会在户外以下两种情形工作：
一是有太阳的情况：锂电池储电不足光照强度充足时，太阳能板采集光照能量先对锂电池进行充电，大概5分钟左右，设备自动启动工作，工作指示灯亮起，两颗鱼眼同时抓拍到图像后通过USB接口传输至CPU，CPU进行图像数据处理，经过CPU校正拼接及深度学习神经网络分析后，将数据信息打包通过无线通信模块发送到云服务器终端。过程中当CPU检测到电池充电到一定量电能时，CPU对太阳能充电模块进行管控，太阳能板将停止对锂电池进行充电；当主控芯片检测到锂电池耗电低于某一阈值时，CPU对太阳能充电模块进行管控，太阳能板将对锂电池进行充电。如图1所示。
二是无太阳的情况；比如进入夜晚或阴雨天气时，设备工作电源仅由锂电池供电，理论计算，锂电池满电状态进入无光照时，可按程序设定的工作模式持续工作7-15天直到锂电池耗电低于某一阈值后将进入关机状态，等待有光照时重新自动启动工作。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于，包括云服务器、无线通信模块、主控芯片模块、环境数据采集模块、全景图像采集模块、太阳能板和锂电池；
所述云服务器，用于接收并存储无线通信模块传递的数据，同时将控制数据反馈给无线通信模块；
所述无线通信模块，用于将主控芯片模块收集的环境数据上传到云服务器，同时将接收到的控制数据传递给主控芯片模块；
所述主控芯片模块，通过数据线与无线通信模块连接，用于接收环境数据采集模块与全景图像采集模块检测的环境数据，并将环境数据发送给无线通信模块，还用于临时存储环境数据，将图像数据矫正与拼接，形成全景图像；
所述环境数据采集模块，通过串口与主控芯片模块进行通信，向主控芯片模块传输周围的温度、湿度、雨量与风速监控数据；
所述全景图像采集模块，用于采集初始图像数据并通过串口传输给主控芯片模块；
所述太阳能板，通过导线与锂电池连接，用于接收太阳能，并将太阳能转化为电能，通过导线运输到锂电池；
所述锂电池，用于存储太阳能板传递的电能，并为无线通信模块、指控芯片、全景图像采集模块与环境数据采集模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述主控芯片模块的型号为HI3519AV100。
3.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述无线通信模块包括4G模块与5G模块，无线通信模块的型号为EC20。
4.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述全景图像采集模块包括两个背靠背鱼眼镜头，鱼眼镜头通过MIPI接口与主控芯片模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述太阳能板的输出电压为12V。
6.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述锂电池的输出电压为3.3V与1.8V。
7.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述环境数据采集模块包括但不限制于温度传感器、湿度传感器、雨量传感器与风速传感器。
8.根据权利要求1所述的一种新型全景图像采集智能终端，其特征在于：所述云服务器包括数据库；
所述数据库，用于对云服务器接收到的数据进行存储。
Priority Applications (1)
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| CN201921464975.4U CN211123668U (zh) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | 一种新型全景图像采集智能终端 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112468768A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-03-09 | 江西裕丰智能农业科技有限公司 | 一种基于全景视频流的ar智能终端 |
| CN112468987A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-03-09 | 江西裕丰智能农业科技有限公司 | 一种新型农业数据采集智能终端 |
| CN114584739A (zh) * | 2020-11-16 | 2022-06-03 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种野外监控设备、系统及方法 |
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