[发明专利]基于4G的家庭庭院智能看护装置

摘要

本发明涉及一种基于4G的家庭庭院智能看护装置，包括音视频采集模块、环境数据收集模块、云平台、灌溉与灯光模块、系统核心模块和控制终端，它可以在处于无人养护的情况下，用户可以通过电脑WEB页面或者移动终端实现对家中庭院环境的实时监测与植物养护，提供多种不同的控制方法，支持微信控制，可针对各种不同的环境与植物设置个性化的养护与监控方案。

主权项

1.基于4G的家庭庭院智能看护装置，其特征为，包括音视频采集模块、环境数据收集模块、云平台、灌溉与灯光模块、系统核心模块和控制终端；所述系统核心模块采用ARM9无线芯片，并集成了EM820U无线4G模块；所述音视频采集模块包括远红外摄像机，所述远红外摄像机内设有远红外图像采集模块、视频编解码模块、视频流处理模块和USB接口，所述远红外图像采集模块的输入端位于远红外摄像机外部，远红外图像采集模块的输出端与视频编解码模块的输入端相连接，视频编解码模块的输出端与视频流处理模块的输入端相连接，视频流处理模块的输出端与USB接口相连接；所述环境数据收集模块包括GY‑30数字光强度检测模块、DHT11温湿度传感器、PM2.5传感器GP2Y1010AU0F和LM393土壤湿度传感器；所述灌溉与灯光模块包括照明灯和自动浇灌装置；所述云平台包括数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块和数据传输模块，所述数据采集模块的输出端分别与数据分析模块的输入端、数据储存模块的输入端相连接，数据分析模块的输出端与数据传输模块的输入端相连接；所述控制终端包括手机终端和电脑终端；GY‑30数字光强度检测模块、DHT11温湿度传感器、PM2.5传感器GP2Y1010AU0F和LM393土壤湿度传感器的输出端分别通过GPI接口与系统核心模块的第一输入端相连接，远红外摄像机通过USB接口与系统核心模块的第二输入端相连接，系统核心模块的第一输出端与云平台的数据采集模块的输入端通过4G无线网络无线连接，系统核心模块的第二输出端与手机终端的输入端、电脑终端的输入端通过4G无线网络无线连接，手机终端的输出端、电脑终端的输出端与系统核心模块的第四输入端通过4G无线网络无线连接，云平台的数据采集模块的第一输出端分别与照明灯和自动浇灌装置相连接，云平台的数据采集模块的第二输出端与系统核心模块的第三输入端相连接；视频采集模块通过远红外摄像机的远红外图像采集模块和麦克风采集音视频并进行运动检测帧视频上传至视频编解码模块，再经视频流处理模块处理，通过ARM9无线芯片将音视频信息无线传递至云平台的数据采集模块；环境数据收集模块的GY‑30数字光强度检测模块、DHT11温湿度传感器、PM2.5传感器GP2Y1010AU0F和LM393土壤湿度传感器分别采集庭院中的光强度、空气中的温度和湿度、空气中PM2.5的值、土壤湿度信息，将上述信息通过ARM9无线芯片将音视频信息无线传递至云平台的数据采集模块；云平台的数据采集模块收集到的信息，一方面将信息发送至数据储存模块进行储存，另一方面将信息传递至数据分析模块进行分析处理，根据分析后得到的作出指令安排，并将指令传递至灌溉与灯光模块；数据分析模块将庭院植物进行数据挖掘分析分类，根据得到的实时环境参数信息，针对其生长特性与成长阶段，配置个性化的养护方案，建立专家系统，实现庭院自动化管理，并可根据传感器采集并发送到云平台的信息实现相关预警信息，发送到主人手机上，真正实现智能化庭院管理；在云平台上实现历史数据与视频的保存与查询；依据云平台得到的长期采集到的环境信息，进行数据分析与智能挖掘，对当地气候进行分类,向主人推荐适合本地环境生长的植物，在云平台上建立庭院看护产品用户论坛，将客户依据距离或者植物类型进行网格化管理，让客户对庭院宝产品有更好的了解与交流；将上述指令传递至灌溉与灯光模块的方式有三种，第一种是远程控制，用户根据在终端看见的信息进行操作，通过云平台中转将指令信号传递至数据传输模块，数据传输模块将信号传递至照明灯和自动浇灌装置，以控制光照强度和浇灌；第二种是通过传感器采集的数据，发送数据信号传递至数据传输模块，数据传输模块将数据信号传递至云平台，云平台依据数据挖掘或者专家系统实现智能控制将控制信号传递至照明灯和自动浇灌装置，以控制光照强度和浇灌；第三种是用户直接在手机终端的APP、微信或电脑终端上设置具体的时间操作指令，定时将操作指令信息发送至云平台，再由云平台发送指令至照明灯和自动浇灌装置；看书装置还现场手动开关，可本地控制照明与浇灌功能；所述ARM9无线芯片采用400M主频和512MRAM；所述照明灯采用玉米灯；微信前台功能模块是根据移动用户使用需求来设计的，用户可以随时随地的通过微信来远程养护自家的植物，可以设定多种看护模式以及查询相关的历史记录，让用户时刻掌握植物的生长状况；微信端需要实现的功能如下：（1）用户注册、绑定功能；（2）通过扫描二维码添加设备功能；（3）实时的灯光与灌溉功能，设置定时和专家系统的功能；（4）查询相关记录功能；所述数据分析模块将庭院植物进行数据挖掘分析分类，根据得到的实时环境参数信息，针对其生长特性与成长阶段，配置个性化的养护方案，建立专家系统，实现庭院自动化管理，并可根据传感器采集并发送到云平台的信息实现相关预警信息，发送到手机终端上，真正实现智能化庭院管理；在云平台上实现历史数据与视频的保存与查询；依据云平台得到的长期采集到的环境信息，进行数据分析与智能挖掘，对当地气候进行分类,向使用者推荐适合本地环境生长的植物，在云平台上建立庭院看护产品用户论坛，依据距离或者植物类型进行网格化管理，让使用者对家庭庭院智能看护装置有更好的了解与交流；所述远红外摄像机采用带红外功能的USB摄像机接口，影像像素可达720P，可以通过电脑或手机终端观看实时庭院视频，查看植物生长情况与浇灌效果；同时具有安防功能，经过图像预处理后，视频流处理模块基于OSTU算法进行二值化图像阈值的选取更好的进行图像分割，以区分运动目标和背景，同时根据差分结果控制背景更新速度，增强了其对光线变化的容忍度，最后用投影法进行水平和垂直方向的投影实现运动目标的定位，实现运动可疑目标的精确抓拍，打包音视频向客户或云端发送视频数据。