[发明专利]基于嵌入式技术的果品远程综合评估系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种果品的远程综合评估系统，该系统采用ARM+LINUX嵌入式系统平台，由电子秤称得果品的重量；由ZigBee无线传感网络采集现场环境参数，从而了解果品的生长过程信息；经云台的上下和左右四个方向的转动来控制USB摄像头获取视频信息，实现了远程查看果品的外形质量；最后，通过3G无线模块实现现场测控中心子系统与远程WEB客户端的信息交互，供远程用户查询、监控和评估。

背景技术

传统的果品采购需要人员到果园现场考察其品质才能作出决定，这样不仅费时费力，而且需要出差费用，增加采购成本。随着嵌入式系统、网络和图像信息处理技术的发展，为农业数据信息传输和监控提供了发展机遇。本专利在创造性地综合采用现代技术的基础上，根据实际需求，设计了一套集智能检测与控制、无线通信、远程数据传输、视频监控和称重数据分析于一体的果品综合评估系统。

该系统采用低成本的ARM+LINUX平台，将嵌入式技术、网络技术和无线通信技术相结合，实现果品品质数据信息的综合获取，以及数据的远程传输，使用户以较低的成本实现在任意时间和地点获取所需的异地现场信息，完成以往需要亲临现场才能完成的工作。

发明内容

本发明的目的是利用嵌入式技术、网络技术和无线通信技术，实现果品品质数据信息的综合获取，以及数据的远程传输，使用户以较低的成本实现在任意时间和地点获取所需的异地现场信息，完成异地果品的综合评估，并实现远程监控功能。

本发明采用的技术方案是：基于嵌入式技术的远程果品综合评估系统，以ARM1176JZ(F)-S作为控制核心，从逻辑结构上可划分为三大子系统：基于嵌入式技术的果园现场测控中心子系统、基于ZigBee无线网络的果园环境参数采集子系统和基于WEB技术的果园现场远程监控客户端子系统。

基于嵌入式技术的果园现场测控中心子系统由电子秤称得果品的重量，由两台步进电机带动云台上下和左右四个方向的转动，从而安装在云台上的USB摄像头可获取多视角场景信息，如电子秤称重过程、果园的实时场景等视频信息，采用无线传感网络通信技术与分布式环境参数采集子系统实现数据获取和传输，采用3G无线通信技术将采集到的数据实时上传远程WEB客户端。

基于ZigBee无线传感网络技术的分布式环境采集子系统采集现场环境参数，并上传到测控中心子系统。在该子系统中，协调节点能够建立一个新的网络并允许其他节点加入，同时实现无线传感器网络和测控中心的数据通信。传感器节点是该子系统的数据源，有安装在现场的降水量传感器、空气温湿度、土壤温湿度、光照强度和土壤PH值等多路传感器采集模块，采用电池供电方式。

基于WEB技术的果园现场远程监控客户端子系统实现果园现场与远程客户的交互，通过运行在服务器上的CGI程序，采用B/S机制（浏览器/服务器），为外部应用程序与服务器交互提供一个标准的接口。

基于ZigBee无线传感网络技术的分布式环境采集子系统中，为了节约能耗，该子系统为传感器节点设计了根据季节、时段和生长期等因素智能确定采集频次的定期采集和休眠两种工作模式。为了节约能耗，在休眠状态下，传感器节点的大部分内部电路掉电关闭，只有上电复位、外部中断和32.768kHz睡眠时钟处于活跃状态，整个系统处于低功耗状态。在智能定期采集模式下，网络中采集数据的传感器节点将按照设定的时间间隔和循环次数对环境数据进行采集和上传，当采集到指定次数后，传感器节点自动进入睡眠模式。

本发明还公开了一种基于嵌入式技术的远程果品综合评估方法，包括以下步骤：

（1）果园现场测控中心子系统通过电子秤获取果品重量，通过云台摄像头获取多视角多场景的图像，获取的上述信息和来自于果园环境参数子系统采集的果园环境参数经3G模块传送至远程监控客户端；

（2）果园环境参数子系统通过降水量传感器、空气温湿度、土壤温湿度、光照强度和土壤PH值多路传感器采集模块，采集果园环境参数并上传到果园现场测控中心子系统；

（3）果园现场远程监控客户端子系统，通过公共网关接口程序完成Web服务器和远程浏览器的交互，用户通过Web服务器模块远程实时控制和查看由果园现场测控中心子系统的摄像头拍摄的现场果品的采摘、电子秤称重过程和果园环境参数相关信息。