专利名称：甜瓜静态图像的无线传输网络装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种农业耕作技术领域的网络装置，尤其是一种利用Zigbee无线传输技术的甜瓜静态图像的无线传输网络装置。
背景技术：
甜瓜器官形态结构的形成是内部生理过程的表达过程，受营养物质、信号、调控因子等多种因素的协同作用，以图像方式记录甜瓜的形态发育信息，进而通过计算机图像处理的途径实现甜瓜生长情况的实时无损监测，对分析甜瓜表征参数和内在发育机理的耦含关系非常重要。然而，要将获取的这些甜瓜图像数据快速适时的应用于科研中，还需要许多中间的处理过程。其中，将分布在田间各处的众多甜瓜图像传感器获取的图像数据快速、 稳定、及时的传输到远程的位于实验室的图像处理服务器上以便对图像进行集中处理和信息提取，就是首先需要解决的步骤。而在此过程中，有两个主要的问题需要解决，第一个问题是传输方式的选择，即采用有线传输方式还是无线传输方式上传图像；第二个是传输形式的选择，田间尺度大，图像采集装置较多，多个装置的图像应该选择集中上传还是分别上传。
目前，图像数据从田间图像传感器向图像处理服务器传送大部分采用有线连接方式，即通过人工布置数据传输线或者通过移动存储设备直接从设备上读取图像数据。上述方法存在着成本高、或需人工现场干预处理等不利之处。鉴于有线传输方式的这些缺点，无线传输方式逐渐成为广泛使用的技术。通过对现有技术搜索发现，中国专利申请号 200610007647. 2，名为“无线传输的图像撷取装置”，公开了一种无线传输的图像撷取装置， 可以将获取的图像信号转化为数字信号，并且由蓝牙模块转化为无线信号发送出去；中国专利号200420013589. 0，名为“图像远程无线传输装置”，公开了一种通过信号转换电路与图像压缩电路相连，并经其建立并维护的GPRS或CDMA拨号无线连接发送至因特网，并最终达到制定服务器的装置。以上两项专利申请技术主要应用于先实现图像信号的模数转换后再向外传输的情况，无法应用于类似数码相机等拍摄结果已经保存为数字图像文件的传输场合，并且转换后的结果分别采用了蓝牙和GPRS或CDMA无线网络单独传输方式。而现有蓝牙技术无线传输距离过短，且蓝牙传输通道的重新建立需要人工干预，难以满足图像数据自持传输的要求；同时基于GPRS或CDMA技术的无线传输采用了单独上传方式，硬件设备整体成本较高。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足与缺陷，提供一种甜瓜静态图像的无线传输网络装置。本发明可以定时、无线从多个田间甜瓜图像传感器下载图像文件并且通过3G无线技术集中上传至远程图像处理服务器的装置，成本低廉，传输效率高，速度快，能很好的满足田间条件下甜瓜图像传感器所采集图像的现场及远程无线传输。
本发明是通过以下技术方案实现的 本发明由图像下载模块，嵌入式中央存储模块以及3G无线传输模块三部分组成， 图像下载模块从图像传感器下载图像，再通过传输通道与嵌入式中央存储模块连接；嵌入式中央存储模块接收图像下载模块上传的图像并临时保存；通过网线与3G无线传输模块连接，3G无线传输模块再把图像上传到远程的图像处理服务器上。
所述的图像下载模块由串行通信接口、微处理器、地址锁存器、高速静态RAM缓存和无线传输通道模块组成，串行通信接口采用具有两个串行通信接口的串口芯片，第一串行通信接口用于与图像传感器相连下载传感器中的图像文件，第二串行通信接口与无线传输通道相连，用于上传图像至嵌入式中央存储模块；地址锁存器用于暂存从甜瓜图像传感器下载的图像文件数据包；微处理器分别与地址锁存器和高速静态RAM缓存、串口芯片相连，协调指挥各模块工作；无线传输通道模块将高速静态RAM缓存中的图像数据在微处理器控制下顺序上传到嵌入式中央存储模块。
所述的嵌入式中央存储模块由嵌入式控制计算机、定时时钟电路、串行通信接口、 无线传输通道、以太网接口以及大容量数据存储卡(即CF卡)组成，嵌入式控制计算机按照定时时钟电路提供的时钟基准，依次控制其余各部分实现图像的接收、保存和上传；定时时钟电路负责依照预设时间表，发送图像采集和传输定时信号给嵌入式控制计算机，使其定时控制系统工作；串行通信接口在嵌入式控制计算机和无线传输通道间起链接作用，使图像数据可以在二者之间传递；无线传输通道用来与前述图像下载模块通信，实现图像文件的传输；大容量数据存储卡用来暂时保存图像下载模块传来的图像文件，以便在规定时间集中统一上传至远程图像处理服务器；以太网接口用来与3G无线传输模块相连。
所述的3G无线传输模块由3G无线路由器、3G无线网络接口卡和接口组成，3G无线路由器通过嵌入式中央存储模块利用网线与嵌入式中央存储模块相连；通过3G无线网络接口卡与远程的图像处理服务器相连。
本发明可以对田间甜瓜图像传感器的图像文件进行局部无线下载和远程3G无线集中传输，从而实现了甜瓜图像的现场自动、自持采集和图像处理服务器端对田间甜瓜图像的远程自动获取，提高了甜瓜图像的采集效率，降低了采集强度。
图1是甜瓜静态图像无线网络传输网路工作示意图； 图2是图像下载模块的结构示意图； 图3是嵌入式中央存储模块的结构示意图； 图4是3G无线传输模块的结构示意图； 图5是定时时钟电路； 图6是高速静态RAM缓存电路。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例 如图1所示，本实施例的工作示意图。本实施例主要应用于田间，在田间分布有若干个甜瓜图像传感器，本发明的每个图像下载模块都通过数据线经串行通信接口 1连接到甜瓜图像传感器，图像下载模块从甜瓜图像传感器下载图像文件，并在现场高速静态RAM 中暂时缓存，然后通过串行通信接口 2经ZigBee无线传输通道按照约定格式将甜瓜图像文件上传至嵌入式中央存储器模块集中存储，嵌入式中央存储器模块再通过RJ45以太网络接口将甜瓜图像发送至3G无线传输模块，通过3G无线传输模块的无线远程传输功能将甜瓜图像上传到图像处理服务器。
如图2所示，本实施例的图像下载模块结构示意图。所述的图像下载模块由串行通信接口、微处理器、地址锁存器、高速静态缓存和ZigBee无线传输通道模块组成。微处理器通过串行通信接口 1发送下载指令从甜瓜图像传感器下载甜瓜图像文件，为了保证下载速率，接收到的数据同步放入高速静态缓存中，下载结束后从串行通信接口 2通过ZigBee 无线传输通道将图像上传至嵌入式中央存储模块。
如图3所示，本实施例的嵌入式中央存储模块结构示意图。由嵌入式PC104控制计算机、定时时钟电路PCF8563、RS232串行通信接口、ZigBee无线传输通道、RJ45以太网接口以及大容量Compact Flash数据存储卡(即CF卡)组成。定时时钟电路根据事先制定的时间表，发送图像采集和传输定时信号给嵌入式PC104控制计算机，嵌入式PC104控制计算机按照约定的指令格式，通过RS232串行通信接口和Zigbee无线传输通道与分布在现场的图像下载模块轮流通信，指挥各节点模块轮流上传图像。采集到的图像集中保存到大容量CF数据存储卡中。下载完毕后嵌入式中央存储模块通过RJ45以太网络接口与3G无线传输模块连接，通过3G无线传输模块连接与远程图像处理服务器建立的传输通道把图像文件集中上传到服务器上，供分析处理和查阅浏览。
如图4所示，本实施例的3G无线传输模块结构示意图。3G无线传输模块由3G无线路由器、3G无线网络接口卡和RJ5接口组成。其中，3G无线路由器通过RJ45以太网接口利用网线与嵌入式中央存储模块相连；通过3G无线网络接口卡与远程的图像处理服务器相连，并将图像通过3G无线通讯网络远程传输至服务器上。
如图5所示，图像下载模块的微处理器采用STC12C5A60S2芯片，微处理器保存有控制甜瓜图像传感器拍摄及图像下载的指令协议表，可以通过RS232串行通信口将相关指令发送给图像传感器，完成拍照和图像下载，同时也能通过操作地址锁存器将图像暂存到高速静态缓存中。
如图6所示，高速静态RAM缓存模块采用U8KB大容量高速静态存储器HM628U8 芯片，用于在将图像文件转发给嵌入式中央存储模块前暂存从甜瓜图像传感器下载的图像数据。由于图像传感器的通信带宽远高于Zigbee无线传输通道的带宽，故此利用高速静态 RAM作为现场缓存，可以有效防止传输过程中数据丢失。
本实施例工作时，定时时钟电路根据预设的工作时间表，发送图像采集和传输定时信号给嵌入式PC104控制计算机，计算机按照约定的命令格式，首先通过RS232串行通信接口和Zigbee无线传输通道与分布在现场的图像下载模块节点轮流通信，要求进行图像拍摄。图像下载模块的微处理器接收到来自PC104控制计算机的指令后，通过RS232串行通信口将拍摄下载指令发送给图像传感器，完成拍照和图像本地下载。本地下载时图像下载模块会将图像分成适当大小的数据包，依次下载并暂存于128K高速静态RAM。本地延时下载完成后，PC104控制计算机会指挥各节点图像轮流上传到嵌入式中央存储模块，嵌入式中央存储模块接收到的图像被保存在大容量CF卡中。待各节点完成图像上传任务后，在 PC104控制计算机控制下嵌入式中央存储模块通过RJ45以太网接口经由3G无线数传模块将图像数据集中发送回远程的图像处理服务器上。
本实施例可实现定时的，低成本，高稳定性，低耗能，高安全性的接收田间的多个甜瓜静态甜瓜图像传感器的图像向图像处理服务器的远程无线传输。适用于甜瓜的科研实验中，在图像处理服务器中远程的、高效稳定的、获取田间多个甜瓜静态甜瓜图像传感器采集的图像信息。
权利要求
1.一种甜瓜静态图像的无线传输网络装置，其特征在于，由图像下载模块，嵌入式中央存储模块以及3G无线传输模块三部分组成，图像下载模块从图像传感器下载图像，再通过传输通道与嵌入式中央存储模块连接；嵌入式中央存储模块接收图像下载模块上传的图像并临时保存；通过网线与3G无线传输模块连接，3G无线传输模块再把图像上传到远程的图像处理服务器上。
2.根据权利1要求所述的甜瓜静态图像的无线传输网络装置，其特征是，所述的图像下载模块由串行通信接口、微处理器、地址锁存器、高速静态RAM缓存和无线传输通道模块组成，串行通信接口采用具有两个串行通信接口的串口芯片，第一串行通信接口用于与图像传感器相连下载传感器中的图像文件，第二串行通信接口与无线传输通道相连，用于上传图像至嵌入式中央存储模块；地址锁存器用于暂存从甜瓜图像传感器下载的图像文件数据包；微处理器分别与地址锁存器和高速静态RAM缓存、串口芯片相连，协调指挥各模块工作；无线传输通道模块将高速静态MM缓存中的图像数据在微处理器控制下顺序上传到嵌入式中央存储模块。
3.根据权利1要求所述的甜瓜静态图像的无线传输网络装置，其特征是，所述的嵌入式中央存储模块由嵌入式控制计算机、定时时钟电路、串行通信接口、无线传输通道、以太网接口以及大容量数据存储卡组成，嵌入式控制计算机按照定时时钟电路提供的时钟基准，依次控制其余各部分实现图像的接收、保存和上传；定时时钟电路负责依照预设时间表，发送图像采集和传输定时信号给嵌入式控制计算机，使其定时控制系统工作；串行通信接口在嵌入式控制计算机和无线传输通道间起链接作用，使图像数据可以在二者之间传递；无线传输通道用来与前述图像下载模块通信，实现图像文件的传输；大容量数据存储卡用来暂时保存图像下载模块传来的图像文件，以便在规定时间集中统一上传至远程图像处理服务器；以太网接口用来与3G无线传输模块相连。
4.根据权利1要求所述的甜瓜静态图像的无线传输网络装置，其特征是，所述的3G无线传输模块由3G无线路由器、3G无线网络接口卡和接口组成，3G无线路由器通过嵌入式中央存储模块利用网线与嵌入式中央存储模块相连；通过3G无线网络接口卡与远程的图像处理服务器相连。
全文摘要
一种农业耕作技术领域的利用Zigbee无线传输技术的甜瓜静态图像的无线传输网络装置。由图像下载模块，嵌入式中央存储模块以及3G无线传输模块三部分组成，图像下载模块从图像传感器下载图像，再通过传输通道与嵌入式中央存储模块连接；嵌入式中央存储模块接收图像下载模块上传的图像并临时保存；通过网线与3G无线传输模块连接，3G无线传输模块再把图像上传到远程的图像处理服务器上。本发明可以实现定时的，低成本，高稳定性，低耗能，高安全性的接收田间的多个甜瓜静态甜瓜图像传感器的图像向图像处理服务器的远程无线传输。适用于甜瓜的科研实验中，在图像处理服务器中远程的、高效稳定的、获取田间多个甜瓜静态甜瓜图像传感器采集的图像信息。
文档编号H04N7/18GK102186057SQ20111008037
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者常丽英, 何三鹏, 黄丹枫, 苗玉彬, 吕福香 申请人:上海交通大学