[发明专利]一种基于物联网的水肥一体滴灌技术的监控系统

摘要

本发明涉及一种基于物联网的水肥一体滴灌技术的监控系统，包括：数据采集器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、控制中心、外遮阳系统、内遮阳系统、顶开窗系统、侧开窗系统、风机、加温系统、声光报警系统、补光系统、二氧化碳系统、湿帘水泵；所述的温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器与数据采集器连接；所述的外遮阳系统、内遮阳系统、顶开窗系统、侧开窗系统、风机、加温系统、声光报警系统、补光系统、二氧化碳系统、湿帘水泵与控制中心连接；所述的数据采集器与控制中心相互连接。本发明所述的监控系统有利于调动地方农业部门积极性，整合各方力量共同推进农业物联网应用。

主权项

1.一种基于物联网的水肥一体滴灌技术的监控系统，包括：数据采集器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、控制中心、外遮阳系统、内遮阳系统、顶开窗系统、侧开窗系统、风机、加温系统、声光报警系统、补光系统、二氧化碳系统、湿帘水泵；所述的温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器与数据采集器连接；所述的外遮阳系统、内遮阳系统、顶开窗系统、侧开窗系统、风机、加温系统、声光报警系统、补光系统、二氧化碳系统、湿帘水泵与控制中心连接；所述的数据采集器与控制中心相互连接；所述控制中心设置在车辆上，所述车辆包括车辆灭火弹自动弹出系统，所述车辆灭火弹自动弹出系统包括MSP430单片机、灭火弹容纳箱和弹出机构；其特征在于，在所述车辆灭火弹自动弹出系统中，还包括：火焰检测设备，位于车顶位置，用于对车内环境进行图像采集以获得车内图像，基于预设基准火焰图案对车内图像进行火焰检测以从车内图像处分割并输出火焰子图像，在输出火焰子图像的同时输出火焰报警信号，当无火焰子图像输出时输出无火焰信号；烟雾浓度检测设备，位于车顶位置，用于对车内烟雾浓度进行检测，输出实时烟雾浓度；烟雾浓度报警设备，位于车顶位置，与烟雾浓度检测设备连接，用于接收实时烟雾浓度，并在实时烟雾浓度大于等于预设烟雾浓度阈值时，发出烟雾浓度报警信号，在实时烟雾浓度小于预设烟雾浓度阈值时，发出烟雾浓度正常信号；温度检测设备，设置在发动机位置附近，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属片由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度；温度报警设备，与温度检测设备连接，用于接收实时温度，并在实时温度大于等于预设温度阈值时，发出温度异常信号，在实时温度小于预设温度阈值时，发出温度正常信号；高清采集设备，设置在安全门附近，包括高清摄像头、支架、云台、防护罩、闪光灯、闪光灯控制器和环境亮度检测器，高清摄像头设置在云台上以在云台上进行可移动式拍摄，获得高清视频，云台和防护罩固定在支架上，环境亮度检测器用于检测周围环境的亮度，环境亮度检测器对周围环境进行亮度检测以获得实时环境亮度，闪光灯控制器分别与环境亮度检测器和闪光灯连接，用于基于实时环境亮度控制闪光灯的开闭；位移检测设备，设置在高清采集设备的云台上，用于当高清摄像头在云台上进行可移动式拍摄时累计高清摄像头的移动量，当高清摄像头的移动量大于预设位移阈值时，发出扫描拍摄信号，当高清摄像头的移动量小于等于预设位移阈值时，发出固定拍摄信号；固定参考帧提取设备，分别与高清采集设备和位移检测设备连接，用于当接收到固定拍摄信号时，从节电模式中恢复到正常工作模式，并从高清视频中选择固定一帧图像作为所有后续图像的参考图像，当接收到扫描拍摄信号时，从正常工作模式进入到节电模式；顺序参考帧提取设备，分别与高清采集设备和位移检测设备连接，用于当接收到固定拍摄信号时，从正常工作模式进入到节电模式，当接收到扫描拍摄信号时，从节电模式中恢复到正常工作模式，并从高清视频中选择当前图像的前一帧图像作为当前图像的参考图像；矢量检测设备，分别与固定参考帧提取设备和顺序参考帧提取设备连接以获取当前图像的参考图像，将参考图像和当前图像都分为8×8的子图像块，将参考图像中的左上角的子图像块和右上角的子图像块分别作为左参考子图像块和右参考子图像块，针对左参考子图像块，从当前图像中搜索到与左参考子图像块匹配的子图像块作为左目标子图像块，基于左参考子图像块和左目标子图像块计算二者之间的运动矢量并作为左运动矢量，针对右参考子图像块，从当前图像中搜索到与右参考子图像块匹配的子图像块作为右目标子图像块，基于右参考子图像块和右目标子图像块计算二者之间的运动矢量并作为右运动矢量，基于左运动矢量和右运动矢量确定整体运动矢量；图像稳定设备，与矢量检测设备连接，用于基于整体运动矢量对当前图像进行稳像处理以获得当前稳定图像；基于整体运动矢量对当前图像进行稳像处理以获得当前稳定图像包括：将当前图像沿整体运动矢量反向移动等量的像素以获得当前稳定图像；失真纠正设备，分别与高清采集设备和图像稳定设备连接，用于检测高清摄像头光轴与水平方向的夹角以作为纠正角度，基于纠正角度对当前稳定图像进行梯形失真纠正以获得当前纠正图像；人数检测设备，与失真纠正设备连接，用于对当前纠正图像依次进行边缘增强处理、小波滤波处理和灰度化处理以获得灰度化图像，将灰度化图像中像素值落在预设人形灰度上限阈值和预设人形灰度下限阈值之间的像素确定为人形像素，将灰度化图像中所有人形像素组成的人形图案的数量确定为实时车门人数并输出；MSP430单片机，分别与人数检测设备、火焰检测设备、烟雾浓度报警设备和温度报警设备连接，用于接收实时车门人数，并在实时车门人数大于等于预设人数阈值的同时还接收到火焰报警信号、烟雾浓度报警信号或温度异常信号时，发出车辆异常信号，否则，发出车辆正常信号；紧急语音播放设备，设置在车顶，与MSP430单片机连接，用于在接收到车辆异常信号时，播放紧急语音文件；门泵控制设备，位于安全门的门泵附近，与MSP430单片机连接，用于在接收到车辆异常信号时，控制安全门的门泵以自动打开安全门；电路隔离设备，包括降温设备、可伸缩式封闭外壳、备用电源和微控制器，位于MSP430单片机附近，微控制器分别与MSP430单片机、降温设备、备用电源开启设备和外壳驱动设备连接，用于在接收到车辆异常信号时，控制外壳驱动设备将可伸缩式封闭外壳缩起以将MSP430单片机保护在可伸缩式封闭外壳内，控制降温设备进行可伸缩式封闭外壳内空间的降温，控制备用电源开启设备以开启备用电源为MSP430单片机提供紧急供电；其中，可伸缩式封闭外壳由防火材料制成；车内开启设备，设置在车体内侧并位于安全门附近，距离地板的上表面为1.5米，到对应安全门的水平距离小于0.5米；车外开启设备，设置在车体外侧并位于安全门附近，距离地面为1.8米，到对应安全门的水平距离小于0.5米；刹车控制设备，设置在驱动车轮上方，与MSP430单片机连接，用于接收车辆异常信号或车辆正常信号，并在接收到车辆异常信号时发出异常刹车控制信号；刹车片，设置在驱动车轮上方，与刹车控制设备连接，用于在接收到异常刹车控制信号时对驱动车轮执行紧急刹车操作；灭火弹容纳箱，设置在车底，用于容纳灭火弹；弹出机构，与灭火弹容纳箱连接，还与MSP430单片机连接，用于在接收到车辆异常信号时，弹出灭火弹并触发灭火弹开关以自动打开灭火弹；其中，在所述基于物联网的水肥一体滴灌技术的监控系统中，还包括GPS定位设备，设置在车体外侧，用于提供当前的GPS位置。