一种基于图像技术的便携式农作物生长状态识别系统的制作方法

本实用新型属于农业气象信息采集领域，尤其涉及一种基于图像技术的便携式农作物生长状态识别系统。

背景技术：

我国是农业大国，农业是国家的重要经济命脉，是国家长治久安的保证，作物的长势信息（包括覆盖度、密度、生长状况、叶面积指数）一直是影响作物产量的最重要因素，传统的作物生长状态获取需要田间采样、室内分析等繁琐的过程，且受人为影响较大，检测效率低，无法为现代化农田管理提供科学的依据。

随着先进传感器、互联网和图像识别技术的发展，农作物生长状态观测方式由人工观测向自动观测转变成为可能。基于图像技术的农作物生长状态自动识别可以提高识别效率，减小人为误差，增加观测数据的客观性，通过运用互联网技术建立的检测系统，可以对采集数据进行科学分析，从而及时掌握作物长势信息，实现科学的农田管理。

技术实现要素：

本实用新型提供一种体积小、携带方便的农作物生长状态识别系统，以解决现有检测方法存在的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于图像技术的便携式农作物生长状态识别系统，包括便携式设备，和与便携式设备连接、对作物生长状态识别信息进行存储的服务器；

所述便携式设备包括控制器，所述控制器上连接有图像采集模块、气压传感器、温湿度传感器、加速度传感器、GPRS模块和存储模块；

所述便携式设备通过GPRS模块连接因特网，通过因特网连接服务器。

所述图像采集模块包括：

用于采集农作物图像的CMOS图像传感器；

用于光线补偿的LED补光灯。

所述控制器为嵌入式微处理器。

所述存储模块包括：

用于保存所需配置参数和农作物生长状态识别程序的EEPROM存储器；

用于保存所述CMOS图像传感器采集的农作物图像和农作物识别结果的FLASH存储器。

所述温湿度传感器包括用于检测当前环境湿度的电容式感湿元件和用于检测当前环境温度的测温元件。

所述气压传感器包括压阻传感器、模数转换器和同时具有EEPROM和串行IIC接口的控制单元。

所述加速度传感器为检测设备相对水平面倾斜角的三轴加速度传感器。

所述压阻传感器、温湿度传感器、加速度传感器为MEMS传感器。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型基于图像技术的便携式农作物识别系统可以实时的进行农作物生长状态的获取以及环境信息的检测，并将识别结果和环境数据传送到服务器，由服务器对所传信息进行存储与后续的处理；

（2）便携式设备体积小，携带方便，可以得到广泛的推广；

（3）便携式设备选用MEMS传感器，由于MEMS传感器内部具有传感器的机械结构、驱动电路、信号放大、计算电路和滤波电路，所以具有稳定性可靠性更高，响应快、抗干扰能力强等特点，检测数据精度和准确度较高。

附图说明

图1为便携式设备结构图。

图2为系统整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型基于图像技术的便携式农作物生长状态识别系统，包括便携式农作物生长状态识别设备，还包括通过GPRS连接、对作物生长状态识别信息进行存储与处理的服务器。

便携式设备包括控制器，控制器上连接有图像采集模块、气压传感器、温湿度传感器、加速度传感器、GPRS模块和存储模块。

图像采集模块包括用来采集作物图像的CMOS图像传感器以及图像采集过程中用于光线补偿的LED补光灯。

控制器为嵌入式微处理器，嵌入式微控制器上连接有温湿度传感器，温湿度传感器包括一个电容式感湿元件和一个高精度集成测温元件，电容式感湿元件用于检测被测点的湿度，高精度集成测温元件用于检测被测点的温度。

嵌入式微控制器上连接有气压传感器，包括一个压阻传感器、模数转换器和一个具有EEPROM和串行IIC接口的控制单元，用于检测当前环境中的大气压。

上述各传感器选用MEMS传感器，由于该种传感器内部具有传感器的机械结构、驱动电路、信号放大、计算电路和滤波电路，因此具有稳定性可靠性更高、响应快、抗干扰能力强等特点，从而确保检测数据精度，提高准确度。

嵌入式微控制器上还连接有存储模块，存储模块包括FLASH芯片和EEPROM存储器，由于采集到的农作物图像信息以及所测点环境温度、湿度、大气压数据量比较大且需要及时保存，因此需拓展较大存储空间的FLASH芯片来存储采集到的大量数据并避免断网时数据丢失；EEPROM存储器用于保存配置参数和农作物生长状态识别程序并避免掉电时数据丢失。

嵌入式微控制器上还连接加速度传感器，该传感器是一种三轴加速度传感器，用于检测便携式设备相对水平面倾斜角，该检测角度为农作物生长状态识别时图像纠偏处理的依据。

便携式设备可通过GPRS控制器与GPRS连接，通过互联网与服务器建立通信连接，将便携式设备采集到的各数据传到服务器上，服务器作为主控计算机，对便携式设备所测作物生长状态以及环境参数进行分析，进而为现代化农田管理、分析作物气象灾害、改进作物模型等提供科学依据。

本实用新型使用时，通过工作人员手持便携式设备去往需要检测的农作物处，采集作物图像时， 保持设备镜头中心延长线与地面垂直间夹角不大于45度，该夹角通过三轴加速度传感器可以测得，并显示在LCD屏幕上，供操作人员参考，环境参数在便携式设备运行时，会自动检测，并以文本文档的格式存入FLASH芯片中，图像采集完成后，操作人员通过功能选择，可以将测得的作物生长状态信息、环境参数通过GPRS模块通过互联网传输到服务器，服务器将收集到的信息进行分析，得到农作物的长势信息，为后续的农田管理提供参考。

本实用新型的便携式设备集成了各相应参数的检测电路，可以实时地检测作物生长状态信息、环境温度、湿度、大气压。便携式设备具有网络接口，通过互联网与服务器建立通信连接，可以将采集到的各数据传输到服务器上，由服务器对所测数据进行分析得出农作物长势信息并做出科学的农田管理方法。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以做出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。