入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统

文档序号:37194454发布日期:2024-03-01 13:08阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,包括硬件系统和软件系统,所述硬件系统包括微处理器(1)、害虫诱捕与固定模块(2),红外相机模块(3)、环境检测模块(4)、通讯模块(5)和电源管理模块(6),所述红外相机模块(3)通过usb接口(7)与所述微处理器(1)配合连接,所述环境检测模块(4)通过串行通信总线(8)与所述微处理器(1)配合连接,所述通讯模块(5)通过mini pcie接口(9)与所述微处理器(1)配合连接,所述电源管理模块(6)通过电源稳压电路(10)与所述微处理器(1)配合连接,所述害虫诱捕与固定模块(2)与所述红外相机模块(3)配合连接;所述软件系统用于负责处理所述硬件系统建收集到的数据,并为用户提供远程访问和控制系统的接口,包括通信协议(14)、嵌入式程序(15)和云服务器(16);通过所述红外相机模块(3)和所述环境检测模块(4)对入侵害虫进行拍摄同时使用多传感器获取农作物环境数据,将图像和数据上传至所述云服务器(16)进行害虫种类识别和环境分析,对入侵害虫的图像与环境数据进行一体化的实时采集与分析。

2.根据权利要求1所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述微处理器(1)用于接收所述环境检测模块(4)和所述红外相机模块(3)的数据,并将所述红外相机模块(3)传输的图像以及所述环境检测模块(4)收集到的数据存储在micro-sd卡上以便长期保存数据,所述微处理器(1)的主控电路采用stmf407系列芯片,通过所述usb接口(7)、所述mini pcie接口(9)与所述串行通信总线(8)分别连接所述红外相机模块(3)、所述环境检测模块(4)和所述通讯模块(5);所述主控电路还具有完善的日志管理,能够通过串行端口输出的日志进行调试,同时系统运行过程中的日志文件也将自动上报,以便在云端分析系统的工作情况。

3.根据权利要求2所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述害虫诱捕和固定模块(2)用于诱捕和监测目标害虫,并控制监测背景为后续识别创造稳定环境,包括性诱剂和粘虫板,粘虫板采用白色粘性昆虫板;性诱剂包括信息素,信息素是昆虫释放的用于交配目的的半化学物质,在害虫管理中能够利用信息素来引诱并捕获目标害虫。

4.根据权利要求2所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述红外相机模块(3)用于接收来自主控电路的控制信号,拍摄入侵害虫的图像以便识别,所述红外相机模块(3)包括红外传感器和传感相机;在工作模式时,能够接收来自主控电路的控制信号来拍摄图像,拍摄的图像保存在该红外相机模块(3)配备的sd卡中,主控电路可以通过usb协议读取sd卡中保存的图像,完成读取后删除图像防止重复传输。

5.根据权利要求2所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述环境检测模块(4)用于获得环境的数据信息,包括光照强度传感器、温湿度传感器、气压计、风速计以及土壤传感器。

6.根据权利要求2所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述通讯模块(5)用于农业物联网高速数据传输和数据监测,包括4g模组和gps。

7.根据权利要求2所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述电源管理模块(6)用于根据电路需求和太阳能电池板发电的情况,通过调度实现对能量的管理,所述电源管理模块(6)包括太阳能电池板、电池管理模块和电量存储模块。

8.根据权利要求1所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述云服务器(16)包括mqtt服务器、web服务器和sql数据库结构,在前端web页面,用户可以通过浏览器访问监视图像、环境传感器数据和电池信息,并通过服务器发送指令来控制或更改终端工作参数;所述mqtt服务器负责与硬件端的消息通信,将硬件端发布的消息转发给web服务器;所述web服务器是所述云服务器(16)的核心,用于将硬件系统上传的消息解析为环境参数、系统运行日志以及图像,并针对每一张图像调用tph-yolov5算法识别api,最后将相关数据存储在数据库中。

9.根据权利要求8所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述通信协议(14)采用mqtt协议,通过低功耗的mqtt协议将micro-sd卡中存储的环境参数、系统工作日志与采集到的图像依次传输到所述云服务器(16)端。

10.根据权利要求9所述的一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,其特征在于,所述嵌入式程序(15)包括各种数据收集、存储和传输任务,以及相机控制和系统参数管理,运行于ucos-ii操作系统上;所述嵌入式程序(15)的运行流程为:软件系统启动时,首先获取系统时间,检查启动标志位,并通过收集环境数据和读取电池信息进行初始化;判断如果电池功率高于预定阈值时才打开ec25 4g模块连接网络,同时执行同步服务器控制参数、控制相机拍照和通过usb协议传输图像等高功耗任务;完成上述任务后,通过mqtt协议将micro-sd卡中存储的环境参数、系统工作日志与采集到的图像依次传输到云服务器(16)端;确认服务端完整接收后,系统进入低功耗睡眠模式等待下一次唤醒,以节约电池电量。


技术总结
本发明公开一种入侵害虫图像与环境数据一体化采集与分析系统,包括硬件系统和软件系统,硬件系统包括微处理器、害虫诱捕与固定模块,红外相机模块、环境检测模块、通讯模块和电源管理模块,红外相机模块、环境检测模块和通讯模块通过接口与微处理器配合连接,电源管理模块通过电源稳压电路与微处理器配合连接,害虫诱捕与固定模块与红外相机模块配合连接;软件系统包括通信协议、嵌入式程序和云服务器。本申请通过红外相机模块和环境检测模块对入侵害虫进行拍摄同时使用多传感器获取农作物环境数据,将图像和数据上传至云服务器进行害虫种类识别和环境分析,对入侵害虫的图像与环境数据进行一体化的实时采集与分析。

技术研发人员:杨秦敏,范国锋,杨天辉,李乐宜,乔慧捷,刘建夏
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/2/29
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