基于压缩传感技术的温室监控

《基于压缩传感技术的温室监控》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于压缩传感技术的温室监控　　摘要：通过将压缩传感技术运用于温室智能监控中，对现代温室的相应环境监测系统进行分析。研究了基于压缩传感理论的温室环境信息获取与传输方法，采用压缩传感技术对采集的数据进行压缩与重构，利用正交匹配追踪算法和基追踪法对实验进行仿真和重构。通过对在信号处理中的峰值信噪比进行比较，可以得出压缩传感技术的图像重构信号失真较少。　　关键词：温室监控；小波变换；压缩传感；信号重构　　中图分类号：TN911.73?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）19?0047?02　　Abstract：The

2、compressedsensingtechnologyisusedinthegreenhouseintelligentmonitoringtoanalyzethecorrespondingenvironmentalmonitoringsystemofmoderngreenhouse.Thegreenhouseenvironmentinformationacquisitionandtransmissionmethodsbasedoncompressedsensingtheoryarestudied.Thecompressedsens

3、ingtechnologyisusedtocompressandreconstructtheacquireddata.Theorthogonalmatchingpursuitalgorithmandbasistrackingalgorithmareusedtosimulateandreconstructtheexperiment.Theimagereconstructionsignaloftheproposedcompressedsensingtechnologyhaslowdistortionbycomparingwiththe

4、peaksignal?to?noiseratiointhesignalprocessing.6　　Keywords：greenhousemonitoring；wavelettransform；compressedsensing；signalreconstruction　　0引言　　智能温室监控系统是基于压缩传感技术将监控图像进行压缩、传输和重构，实现智能化、无人化的对温室进行监控。　　目前，我国温室智能管理技术的研究仍处于初级阶段，并没有可以真正用于指导农业生产的应用智能控制系统。因此，需要对温室智能管理技术进行深入研究，开发适合

5、我国具体国情的高效、稳定、低价的温室环境智能监控系统。其中，国外斯坦福大学的教授EmmanuelCandes对压缩传感技术做了大量研究及应用[1?4]。采用压缩传感技术对采集数据进行信号压缩与信号重构，将压缩的数据进行传输，并以Matlab为平台进行仿真[5?6]。　　1算法　　压缩传感[7]是一个新的数据采集理论，利用稀疏或压缩获得信号，利用非适应采样技术以远低于奈奎斯特频率进行采样，将可压缩信号中的信息压缩成少量的数据。压缩传感理论大致包含三个方面：信号的稀疏表现，编码测量，重构算法。在压缩传感理论中，信号重构是压缩传感理论的

6、核心，指由[M]次观测向量[y]重构长度为[NM?N]的稀疏信号[x]的过程，可以通过求解最小[l0]范数[8]问题来解决。　　2正交匹配追踪算法　　在压缩传感理论中，用经典基追踪算法可以有效地加快算法的运算速度，也可以由此进一步扩展压缩传感理论的应用范围。6　　3仿真结果与分析　　目前，大多数温室控制系统均采用工控系统，该系统虽然能实现上述功能，但价格昂贵，难以满足设施农业对低成本的要求，加之采用集中式管理，其可靠性和稳定性不能得到很好的保证[11]。另一种方案是采用温室环境控制系统，该系统利用计算机技术和网络通信技术，避免了工

7、作人员需亲临现场操作的麻烦，但同样在一定程度上增加了系统的成本，其实时性和可靠性也难以得到保证[12?13]。　　3.1利用小波进行图像压缩　　本实验选择智能温室监控设备标准的二维彩色图像进行实验，图像尺寸为256×256，即[N=256，]仿真实验时，首先对彩色图像实施灰度处理见图1，之后实施正交匹配追踪算法下的小波压缩，再将灰度图像恢复成彩色图像，利用小波变换对彩色图像进行压缩处理，见图2。　　由仿真结果可知，运用OMP算法的小波图像压缩的特征是压缩差异小，压缩程度深，能量损失少，可以维持图像的基本特性，并且信号传输过程具有较

8、强的抗干扰性，能够达成累进传输。　　3.2利用压缩传感直接处理彩图　　通过利用Matlab仿真实验平台对压缩传感图像进行重构。实验中选择标准的二维彩色图像进行实验，图像尺寸为256×256，即[N=256，]并利用压缩传感技术对图像压缩重构，进行仿