嵌入式农业智能视觉监控系统的研究

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1、嵌入式农业智能视觉监控系统的研究-->第1章绪论1.1研究背景及意义植物是人类和动物的重要食物，是维持生态环境健康和食物链稳定的重要组成。在人类的日常生活中，植物在医疗、食品、生活用品等方面都有着不可或缺的重要用途，例如我们学习的纸笔、我们穿的服装材料纤维、我们搭建的温室大棚等等[1]。为了满足我们的日常生活所需，农民每日深入农田辛苦工作，这不仅要求农民花费大量时间，也需要大量的劳动力。随着各种先进技术的迅猛发展，智能化、自动化、机械化将会成为农业的未来发展方向[2]。自从农业中应用了智能化设备，农民不再像以前那样需要时刻深入农田中劳动，既降低了日常

2、工作强度，又使得农民的收入稳步增加。温室大棚的出现，使得农作物及花卉可以一年四季都生长在适宜的环境中而不必受季节变化及环境变化的影响，像一些只有一个季节能种的蔬菜、水果等，在温室大棚中就可以一年四季都种植。不仅为农民改善了依赖过往经验的工作方式，还解放了劳动力，获得了很好的经济和环境效益[3]。...............1.2国内外发展现状及分析在国外，早期开始使用温室大棚种植作物的是欧美等发达国家，例如美国、日本、以色列等国家最先在温室大棚中通过仪器设备采集各种环境因子，并比较预先设置的阈值来进行参数调控，使农业具有自动、智能、高效的特点[8]

3、。早在30年代初，美国一所名叫PBELL的公司生产了田间数据采集系统，该系统利用单片机实现基本功能，可实现自动化控制，但其功能比较单一化。随着计算机及网络技术的发展，80年代时期美国几家公司在研发了一种新型的智能设备，可实现机器的自动浇水，并得到广泛应用[9]。近年来，由于科技的高速发展，美国在农业方面也有了突飞猛进的发展，将GPRS技术和最新的遥感技术运用于大棚种植中，并取得了很好的成效。工作人员通过远程的信号接收装置就可以监测到温室内的所有环境参数[10]。...............第2章基于图像处理的植物叶片识别分类器的设计2.1图像预处理

4、在对图像进行识别研究之前，为了提高提取参数的准确性，减少环境因素对图像造成的影响一般都会对图像进行不同方式的预处理，使图像具有信息精炼、独特性强等特点。温室大棚内的植物种类繁多，本章以番茄叶子为例，其经过预处理后的图像如下图2-1所示。当图像经过灰度化处理后，得到的二值化目标图像会更精准，故灰度化往往是预处理中的第一步。我们通过摄像头所采取的叶片图像都是彩色的，而所谓灰度化就是将这些图像通过算法转变为灰度的，即我们通常所说的黑白照片。...............2.2叶片特征提取研究者们在分析叶片问题时，经常会提取叶片的几何特征，因此研究出来的提取

5、方法相对成熟，并在图像识别领域应用广泛。通过上一节对图像的预处理，我们已经得到了待识别叶片的分割后的轮廓信息，而几何特征的提取就是要从轮廓图像中获得[24]。...............第3章智能视觉监控系统的整体硬件结构设计...............233.1系统的整体硬件结构...............233.2系统主控芯片的选择及电路设计................24第4章嵌入式软件开发平台的设计与实现...............344.1Linux交叉编译环境的搭建................344.2U-Boot的移植.

6、..............35第5章上位机远程监控系统的设计与实现...............435.1嵌入式Boa服务器的构建...............435.2CGI的设计及实现...............44第5章上位机远程监控系统的设计与实现5.1嵌入式Boa服务器的构建在带有Linux环境的PC机端，构建一款可在网页上执行的Boa服务器。其性能稳定并且应用十分广泛，并且占用内存空间小，执行时的空间也较小，具有很多优点。因为在一些嵌入式的设计应用中，经常会用到Boa服务器，工作人员通过系统用户名密码登陆设置，可以自动跳转到相应设计的

7、网页中，再应用CGI技术来管理调控硬件装置。Boa服务器对于本文设计的智能视觉监控系统起到非常重要的作用，系统要想实现通过网页查看数据及操控设备，就需要通过Boa服务器来回应网页的命令[40]。当Boa服务器收到浏览器发送的命令时，就会把指令传送到CGI来处理和响应，经过预先编辑好的程序代码，实现所需要的功能，并将信息再次反馈到服务器中，发送到浏览器上显示出来，这样就实现了网页的远程操作。其信息处理示意图如下图5-1所示。...............5.2CGI的设计及实现CGI(monGateL网页应用广泛，与CGI共同工作后会解决很多单靠HTM

8、L难以实现的功能，通过运用CGI技术，服务器与客户端之间就可以进行高效快速的信息传送[41]。CGI可以将输