[发明专利]一种基于LoRa分层传输的农作物病虫害监测系统及操作方法

权利要求书

1.一种基于LoRa分层传输的农作物病虫害监测系统的操作方法，其特征在于，所述监测系统包括基于物联网技术的OV7725摄像头子节点采集单元和LoRa传输子节点传输单元、土壤温湿度传感器和空气温湿度传感器子节点采集单元、stm32节点处理单元硬件平台，将采集的图像经过LoRa方式传输至监测中心；在监测中心进行像素级图像融合处理、得到清晰度较高的采集端照片；

LoRa子模块原理为：U1为ZM470SX-M芯片；U2为STM32F1032ET6芯片；U3为W24Q128芯片；A为天线模块；C1为220pF电容；C2为10pF电容；C3、C4、C5、C6均为10KpF电容；R1为电阻，ZM470SX-M芯片U1和STM32F1032ET6芯片U2相连，也和W24Q128芯片U3相连，ZM470SX-M芯片U1的ANT接口通过一个220pF的电容C1与天线模块A相连，然后通过一个10pF的电容C2接地，ZM470SX-M芯片U1的VCC接口通过电阻R1与3.3V的VCC电源接通，ZM470SX-M芯片U1的VCC接口还通过四个并联的10KpF电容C3、C4、C5、C6接地，整个电路完成LoRa模块对数据的发送，同时也接受另一个LORA模块发送的数据，并传输给STM32主芯片进行数据处理；

系统首先进行初始化，采集农田土壤温湿度和农作物图像；然后依次进行农作物图像处理、农田土壤温湿度的数据传输、农作物图像图层第一层传输、农作物图像图层第二层传输、农作物图像图层第三层传输、农作物图像图层第四层传输、农作物图像图层第五层传输、农作物图像图层第六层传输、农作物图像各图层融合；最后经以上步骤分别得到农田温湿度信息和农田农作物图像信息，在检测中心进行判断后，记录农作物病虫害信息；

1为农田土壤温湿度数据；2为图像图层第一层；3为图像图层第二层；4为图像图层第三层；5为图像图层第四层；6为图像图层第五层；7为图像图层第六层；数据传输顺序为先传输农田土壤温湿度信息，然后依次传输图像图层第一层、图像图层第二层、图像图层第三层、图像图层第四层、图像图层第五层、图像图层第六层；在图像图层传输中，图层频段依次升高，每一层图层在二维平面上面积是上一图层的四倍；

所述操作方法，包括如下步骤：

第一步，使用LoRa方法传输农田土壤温湿度和空气温湿度至控制中心；

第二步，进行农田农作物病虫害叶片图片的图层化处理；

第三步，进行农田农作物病虫害叶片图片的图层分割；

第四步，使用LoRa传输方法依次传输各农田农作物病虫害叶片图像图层；

第五步，图层融合，对第四步得到的多尺度图层进行频域叠加融合，结合第一步的农田土壤温湿度与空气温湿度数据，人工判断出农田农作物病虫害发生的位置和严重程度，

LoRa分层方法传输是通过图像处理，图像分层和图像融合的方法传输，所述的农田农作物病虫害叶片图片的图层化处理，包括如下步骤：

获取当前图层的下一图层k-1图层A_k-1和一个5*5二维可分离滤波器计算公式为：

A_k-1(2i+m,2j+n)为当前图层的下一图层k-1图层向下取样，为一个5*5二维可分离滤波器，A_k为当前图层k的向下取样图层，将图层A_k计算出后，可进行各个图层的逐步显示，所述的农田农作物病虫害叶片图片的图层分割，包括如下步骤：

获取当前图层k的图层A_k和一个5*5二维可分离滤波器计算公式为：

为当前图层k的图层频域扩张，A_k为当前图层k的图层，B_k为上一图层k+1的剩

余图层，将剩余图层B_k计算出后，可进行各个图层的逐步显示，

分层传输图像的融合，包括如下步骤：

获取当前图层的上一图层k+1图层A_k+1和上一图层k+1的剩余图层B_k，计算公式为：

B_k为上一图层k+1的剩余图层,为当前图层k的图层频域扩张，A_k为当前图层的上一图层k+1图层和当前图层的上一图层k+1的剩余图层的融合图像。